Linné taas luokitteli useatasoiseen hierarkiaan, jossa hierarkiat sisälsivät alaluokkia. Hierarkiat etenivät alaspäin. Luokittelussa hankalinta oli tietysti se, mitkä ominaisuudet olivat tärkeitä ja mitkä vähäisiä. Tämänkaltaisessa hierarkiassa nämä päätökset vaikuttavat kaikkiin sen yläpuolella oleviin hierarkioihin. Tätä taksonomista luokittelutapaa käytettiin melko kauan.
Charles Darwin muutti tätä luokitustapaa, ja ne etenivät alhaalta ylöspäin. Syntyi "lähisukulaisista" koostuvia sisäkkäisiä hierarkioita. Darwin ajatteli että tämä liittyi eliöiden sukulaisuuteen; Jos jollain eliöryhmällä oli erityinen piirre, sen jälkeläiset perivät sen, ellei se sitten katoa jostain alasukuhaarasta. Niinpä ominaisuudet muodostavat hierarkioita. Ernst Mayr jatkoi tätä luokitteluperiaatetta. Hän jakoi ominaisuudet kahtia: Oli kantamuodosta peräisin olevia säilyneitä ominaisuuksia (ancectral), ja sitten oli muuntuneisiin ominaisuuksiin perustuvia ominaisuuksia (derived). Näin esimerkiksi kalojen, lintujen ja nisäkkäiden selkäranka on ancestral ja maitorauhaset olivat nisäkkäille kehittyneet derived -ominaisuus, joka on sitten nisäkkäiden kesken periytynyt kaikkiin nisäkäsrotuihin (jolloin se on tältä kannalta ancestral.) Jako on tätä kautta aina näkökulmakeskeinen.
1: Tälle luokittelulle syntyi vaikeuksia konvergentin evoluution vuoksi; Esimerkiksi pussihukka näytti paljon enemmän sudelta kuin kengurulta, vaikka se oli läheisempää sukua kenguruille. Syynä oli se, että samankaltaiset valintapaineet muuttivat niiden rakennetta samanlaisiin tehtäviin soveltuviksi. Samasta syystä delfiinit ja kalat ovat hyvin samanmuotoisia, vaikka valaat tunnetusti ovatkin nisäkkäitä. Toisin sanoen, osat samanlaisista rakenteista ovat perittyjä ominaisuuksia, eli homologisia ominaisuuksia ja osa on vain samanlaiseen tehtävään eriytyneitä analogisia ominaisuuksia, nämäkin rakenteet ovat tarkastelunäkökulmariippuvaisia: Esimerkiksi linnun siivissä on luita jotka ovat homologisia lepakoiden "sormien" luiden kanssa, mutta siipenä niiden synty on analogisia. Feneetikkoja, jotka luokittelivat lajeja useiden ominaisuuksien mukaan, kritisoitiin ja heille esitettiin, että näitä ei voitaisi mitenkään erottaa toisistaan. Tällöin luokitus ei kertoisi yhteisestä sukulaisuudesta ja evoluutionäkökannan merkitys taksonomiassa itse asiassa katoaisi. Ja tästä seurasi mielenkiintosia filosofisia vaikeuksia: Jos evoluutiota ei voitu käyttää, voitiin periaatteessa mitä vain käyttää luokituksessa. Eläinten nimien aakkosjärjestys voisi esimerkiksi olla erittäin kätevä vaihtoehto.
Mayrin luokitelma ei saanut suurta suosiota. Sen sijaan Willi Hennigin kehittämä kladismi sai suosiota. Se korosti analogisten ja homologisten ominaisuuksien erottamista: Ainoastaan homologisia ominaisuuksia voitiin käyttää luokittelussa. Se asetti haasteen: Evolutiivisia puita olisi vain yksi. Ja systematiikan tehtävänä oli löytää se. Evoluution vähittäinen muutos joka etenee vanhemmilta jälkeläisille -ajattelu ennusti, että tälläinen puu tultaisiin löytämään. Analogiset ja homologiset ominaisuudet voitiin erottaa toisistaan vertailuryhmillä: Kun käytetään useita ominaisuuksia, tiedetään että jotkut kuuluvat johonkin ryhmään. Tätä kautta voidaan huomata, että pussieläimet ovat rakenteeltaan "tietyllä tavalla". Ja pussihukka kuuluu näiden rakenteiden vuoksi niihin, joten sen susimaiset rakenteet eivät ole suden sukulaisuudesta johtuvia. Kun luokituksia on paljon, voidaan aina vertailla ulkoryhmää ja sisäryhmää ja katsoa sitten miten samanlaisuudet kasvavat ja vähenevät suhteessa ulkoryhmään.
1: Tosiasiassa tämä luokitus ei varsinaisesti todista evoluutiota, mutta se rakentuu sen varaan: Homologia ja analogia voidaan erottaa heti, kun evoluutioprosessi oletetaan taustalle. Syy on siinä, että evoluutiolla on tietty prosessi. Jos lajinkehitys ei noudatakaan evoluutiota, niin silloin koko taksonominen luokittelusysteemi romahtaa.
2: Toinen ongelma on tietysti siinä, että periaatteessa sama ominaisuusryhmäkin voisi kehittyä sattumalta. Tämä on kuitenkin epätodennäköisempi tapahtuma: Oletus 1 sanoo, että muutos on tapahtunut kerran ja toinen sanoo että se on tapahtunut monta kertaa. Ja mitä epätodennäköisempi tapahtuma on, sitä epätodennäköisemmin se olisi tapahtunut monta kertaa. (Siksi esimerkiksi alkusyntyteoriassa on viisasta olettaa vain yksi yhteinen kantamuoto ; Jos yksinkertaisen elämän kerran syntyminen olisi "epätodennäköistä", tapahtuma jossa sen väitetään tapahtuneen monta kertaa, olisi vielä moninkertaisesti epätodennäköisempi. Toki jälkimmäinenkin on mahdollinen, mutta se vaatii mainitun luonteensa vuoksi enemmän todisteita. Toki voidaan teoriassa viitata johonkin ainutlaatuiseen olosuhteeseen, jossa useat eliöt ovat syntyneet ja joka ei ole toistunut sittemmin, mutta tästä olosuhteesta pitäisi saada todisteita ja havaintoja.) Selitystä tarvitaan, koska tässä systeemissä oletetaan asioita. Sen hyvyys otetaan samalla tavalla kuin muutkin tieteen asiat yleisestikin; Oletetaanhan siinä sujuvasti sellaisiakin asioita, kuten että maan vetovoima toimii huomennakin. Näitä arvioidaan esimerkiksi Einsteinin kovasimen avulla; Asiat on selitettävä niin vähillä oletuksilla kuin mahdollista, mutta ei sen vähemmillä. Periaate on se, että valitaan vähemmän epävarmuuksia ja epätäsmällisyyksiä sisältävä malli. Siksi ennuste siitä että huomenna tuulee on hyvä: Jossain päin maailmaa sataa varmasti. Mutta sen sijaan ennuste että huomenna Korsossa tuulee ja se kaataa kello 19.30 Maauunintieltä lipputangon, joka nasahtaa kallooni on sekin mahdollinen, mutta huono: Se on toki tarkka, mutta se sisältää paljon epävarmuutta, joten se on huono. Ensimmäinen ennuste taas on hyvä, koska siinä ei ole epävarmuutta, mutta se kuitenkin sanoo jotain: Jos maan päällä onkin tyyni päivä globaalisti, esitetty väite on väärä.
Molekyylisystematiikka sitten muutti luokittelua dramaattisesti. Kun konvergentissä evoluutiossa syntyy ominaisuus, se voi syntyä millä vain tavalla joka sen toteuttaa. Se toki ottaa todennäköisimmin jonkun "hyvän lähellä olevan" version. Mutta kun on tunnettua että "sama ulkoasu voi syntyä eri geeneillä", saadaan kladismiin varmistetesti. Sillä evoluutio kuitenkin muuttaa geenejä, eikä ilmiasua. Siksi kladistisen puun ja geenien pohjalta tehdyn vertailun pohjalta on hyvä tehdä ennusteita. Geneettistä etäisyyttä voitiin ruveta arvioimaan. Ensimmäinen oli Jukesin ja Cantorin malli, jossa ajateltiin että mikä tahansa geneettinen järjestys on mahdollinen (A,T,G,C -järjestykset ovat yhtä todennäköisiä).:
Jos nukleotidin muuttavien mutaatioiden todennäköisyys = α, sellaisten mutaatioiden osuus kahdessa DNA sekvenssissä, jotka ovat samoja sekä nyt että t sukupolvea sitten (I). Tämä korvattiin pian Kimuran kahden parametrin mallilla, jossa muutokset A-G ja C-T saavat eri painoarvot, kuin muutokset A-C ja T-G. Syynä on se, että kemiallisen rakenteensa vuoksi ensimmäiset ovat yleisempiä kuin jälkimmäiset. (Tämä perustuu havaintoihin.) Ideana oli se, että pienempi ero kertoo todennäköisemmin läheisemmästä sukulaisuudesta kuin sattumalta olevaksi. Eri menetelmät vaikuttivat tapaan, jolla aineisto analysoitiin. Tämän vuoksi luotiin esimerkiksi Richard Dawkinsin "the Blind Watchmaker" -kirjassa (s 272) parsimony principlen, jossa "se reitti mikä on 'yleisin', on todennäköisin." Periaatetta tarvitaan vain jos puut eivät ole aivan identtiset vaan että niissä on pieniä eroja ; Puuta sekoittavat yksittäiset mutaatiot esimerkiksi kun mutaatioita on paljon voi samaan kohtaan eri linjoissakin osua samoihin kohtiin mutaatioita, seksuaalinen lisääntyminen, sukusiitos ja muut vastaavat elementit. Tämän vuoksi kaikissa puissa on eroja -joiden lähteet siis tunnetaan- ja niistä tehdään "keskiarvoistaminen".
1: Menetelmä voi tuntua intuitiivisesti oudolta, mutta se on loogisesti hyvä. Elliot Sober vertasi sitä siihen, että jos nukkuja herää yöllä kovaan meteliin ja arvaa että äänen lähde on tonttujen juhlat. Tämä hypoteesi on epätodennäköinen. Mutta sen sijaan jos henkilö huomaa olevansa tonttujen bileissä, hän voi erittäin hyvin odottaa kuulevansa melua, ja tällöin tämä odotus on viisas.
Kuitenkin havaittiin myös, että eri menetelmät tietyistä eroistaan huolimatta tuottavat suuria aineistomääriä tutkittaessa yhtenevät puut. Mutta ei kaikkialla. Tämä luokittelu tuotti vaikeuksia, se ei sopinut aivan kaikkiin eliöihin. Itse asiassa se ei sopinut suurimpaan osaan eliöitä.
Sillä vaikka joillain organismeilla, kuten ihmisillä, DNA -materiaali tulee lähes täysin pelkästään perittynä vanhemmilta, jolloin puun piirtäminen on luontevaa. Kuitenkin yksisoluisilla tunnetaan ilmiö, jossa geenejä voi siirtyä organismista toiseen, ja jopa eri bakteerilajista toiseen. Tätä ilmiötä kutsutaan horisontaaliseksi geeninsiirroksi, ja se tarkoittaa esimerkiksi transformaatiota, jossa DNA tulee solun ulkopuolelta, konjugaatio, jossa DNA:n siirtyy solusta toiseen, bakteerilta toiselle ja transduktio jossa DNA siiryy bakteriofagien välityksellä. Ford Doolittle esittikin, että perinteinen tiukan puumainen malli ei tämän vuoksi toimi, vaan bakteerien kohdalla horisontaaliset geeninsiirrot ovat niin yleisiä, että niiden kohdalla ei voida tehdä mitään yksiselitteistä puuta. Kuitenkin kun tutkimus oli panostanut monisoluisiin eliöihin, joissa horisontaaliset geeninsiirrot ovat harvinaisempia, niiden luokittelussa ei ole tehty vastaavaa virhettä. Ja juuri siksi niiden välille voidaankin piirtää yhteneväisemmät puut.
Onkin jännittävää, miten evoluutioteorian pohjalle rakentuneet puut ovat sellaiset, kuin niiden voi odottaakin olevan jos ne ovat rakentuneet niiden mekanismien avulla, joita luonnossa on havaittu; Sotkuisuutta luokittelussa on juuri siellä, missä voisi havaittujen prosessien tunnettujen mekanismien ennustetavien vaikutusten kautta odottaakin. Suuruusluokat voivat toki yllättää yksityiskohtien kohdalla, mutta päälinjat pitävät hyvin.
Ei kommentteja:
Lähetä kommentti