Taxonomie zákonitostí v přírodě

Ekologie je biologická disciplína zabývající se vztahem organismů a prostředím. Základní ekologické znalosti jsou nutné pro pochopení zákonitostí v přírodě.

Úrovně studia v přírodě

V přírodě můžeme nahlížet na živou přírodu na různých úrovních:

• Jedinci stejného druhu populace. Mohou se plodně křížit.
• Populace (např. demekologie člověka).
• Cenóza : Vybraný soubor druhů.
• Společenstva.
• Ekosystémů.

Cenózy

Cenóza je vybraný soubor druhů. Mezi cenózy patří:

• Fytocenóza : Rostliny.
• Zoocenóza : Živočichové.
• Entomocenóza : hmyz.
• Mammaliocenóza : savci.
• Ornitocenóza : ptáci.
• Ichtyocenóza : ryby.
• Arachnocenóza : pavouci atd.

Druh a jeho pojetí

Není žádným tajemstvím, že v biologii jen stěží najdeme koncept, který by zůstával neustále tak rozporuplný, jako je druh, ať už jako pojetí, kategorie, nebo taxon v systematice. Výsledkem dosud probíhající debaty o tom, jaký soubor jedinců vůbec považovat za druh, se stalo přinejmenším 35 různých, i když do určité míry se překrývajících přístupů: některé z nich se ale současně vylučují.

Je ale potřeba říci, že řada těchto názorů nedefinuje, co druhy jsou nebo co by měly být, ale spíše poskytuje různě složitý návod, jak je vymezovat. Většina biologů zastává názor, že druhy jsou odděleně se vyvíjející linie (meta)populací.

Čtěte také: Taxonomie a rozšíření hlavačky poloměsíčité

S určitým zjednodušením můžeme říci, že druh představuje nejmenší odlišitelný shluk organismů. Druhy představují jednu ze tří všeobecně uznávaných hladin biologické rozmanitosti. Otázkou přesto zůstává, jaké odlišnosti upřednostňujeme a jak je vymezujeme.

Druh tak může být nejmenší skupina jedinců důsledně a neustále odlišná a běžným způsobem, kupř. pomocí vnějších znaků, rozpoznatelná od jiných: hovoříme proto o morfologické koncepci druhu (MSC, Ray 1686, Cronquist 1978). Morfologická koncepce druhu považující druhy za neměnné a dobře oddělené entity měla dlouhou dobu v biologii monopolní postavení a převládá i přes značnou subjektivitu také v současnosti.

Problémy nastaly v případě, kdy se určitý soubor jedinců vyznačoval značnou proměnlivostí některého znaku nebo znaků, kupř. zbarvení, a bylo potřeba rozhodnout, zda se stále ještě jedná o jeden druh. Popisy druhů ztěžovaly rovněž situace, kdy druh v průběhu individuálního vývoje (ontogeneze) vykazuje vnějším vzhledem odlišná stadia, nebo když se jedno pohlaví může vyskytovat ve dvou či více formách (polytypický druh).

Navíc se časem přišlo na to, že druhy označované jako kryptické vypadají vzhledem naprosto shodně, nicméně odlišují se, a to nezřídka nápadně, geneticky, ekologicky a v případě živočichů také chováním. I když byly původně pokládané za jediný druh, ve skutečnosti je tvoří více než jedna evolučně odlišná linie nebo druh.

Na základě morfologických znaků a nověji i genetické analýzy se tradičně rozeznává osm poddruhů tygra (Panthera tigris), z nichž tři musíme prohlásit za vyhubené.

Čtěte také: Zákonitosti v ekologii

Biologická koncepce druhu (BSC)

S pokračujícím rozvojem evoluční biologie a populační genetiky obrátili biologové v 30. a 40. letech 20. století při hledání vhodného pojetí druhu zvýšenou pozornost na poznatky těchto oborů. Vznikl tak ve své době revoluční přístup, poněkud obecně pojmenovaný biologická koncepce druhu (BSC). Máme jí na mysli skupinu organismů, které jsou schopné se mezi sebou skutečně nebo potenciálně křížit a produkovat plodné potomstvo a které jsou od ostatních obdobných skupin oddělené reprodukční bariérou.

Viditelnou slabinou BSC zůstává skutečnost, že neplatí pochopitelně pro nepohlavně se rozmnožující organismy a nevztahuje se ani na fosilie. Přímo z definice plynoucí otázkou zůstává, jak zjistit, zda se jedinci určité skupiny mohou ve volné přírodě mezi sebou křížit, kupř. v případě populací, jež jsou prostorově odděleny nebo žijí v různém čase nebo jejichž biologie či bionomie je dosud málo, pokud vůbec, známa. Každý klonální organismus by byl v tomto pojetí druhem.

Fylogenetická koncepce druhu (PSC)

Od 90. let 20. století se stále více prosazuje některá z hned několika dílčích koncepcí fylogenetického druhu (PSC). Jedná se o minimální jasně diagnostikovatelnou jednotku fylogeneze, jejíž jedinci sdílejí u obou pohlaví určitý naprosto unikátní znak, který se nevyskytuje ani u jejich předků, ani v žádné jiné skupině. Uvedená vlastnost proto charakterizuje konkrétní nezávislou vývojovou linii udržující si v čase i prostoru svou identitu.

Jinak řečeno, jde o skupinu organismů s unikátní definovatelnou a měřitelnou genetickou podobností: druh se v tomto pojetí stává nejmenším odlišitelným shlukem organismů, pocházejících ze společného předka a vyznačujících se kombinací definovaných nebo odvozených znaků. Zdaleka ne všechny zatím navržené koncepce jsou použitelné pro všechny druhy, ale PSC, vymezující druhy jako výsledky evoluce, ze své podstaty je a podle některých názorů nejlépe spojuje teoretická východiska s evolučními aspekty a použitelností v praxi.

Ale i ona má - ostatně jako skoro všechno - své mouchy. Jaká kritéria umožňují označit určité organismy jako diagnosticky odlišné od jiných? Otevřenou otázkou rovněž zůstává, jaké genetické a morfologické znaky a kolik jich v případě PSC nezbytně potřebujeme pro vymezení různých druhů, zvláště jestliže nejsou nezbytně reprodukčně izolované.

Čtěte také: Zkoumání zákonitostí přírody

Ukazuje se, že různé části genomu mohou vykazovat rozdílnou genetickou historii: proto se názory na to, zda je konkrétní soubor jedinců druhem, mohou lišit podle toho, jaký marker (známá posloupnost nukleových bází v DNA, která může být jednoduše identifikována) při genetické analýze příbuznosti použijeme.

Příklady využití různých koncepcí druhu

Nový pohled na fylogenezi a tím i na klasifikaci žiraf (Giraffa spp.) přineslo zejména použití soudobých postupů molekulární biologie a fylogenetiky. Použitím fylogenetické koncepce druhu se počet turovitých zvýšil z běžně uváděných 143 na 279 druhů. Na místo původního jednoho druhu afrického buvola někteří zoologové rozlišují hned čtyři. Buvol krátkorohý (Syncerus brachyceros) osídluje africkou savanu od Senegalu, odkud pochází náš snímek, po Etiopii a Súdán.

Ochrana druhů

Druhová ochrana patří spolu s péčí o vybrané plochy mezi základní přístupy ochrany přírodního prostředí. Změny v taxonomickém zařazení určité skupiny organismů vyvolané použitím konkrétní koncepce druhu mohou zajistit nebo zvýšit její ochranu, stav z hlediska její životaschopnosti neovlivnit nebo naopak omezit programy či projekty na její ochranu. Podle fylogenetické koncepce druhu se hlavně populace původně označované za poddruhy (dříve zeměpisné rasy) zhusta povyšují na nové samostatné druhy.

Někdy proto dochází k dramatickému nárůstu počtu druhů nikoli popisem nových, takže hovoříme trefně o taxonomické inflaci. Podle umírněného odhadu povede použití PSC v rozdílných skupinách živočichů, rostlin a hub ke zvýšení počtu druhů přinejmenším o 48,7 %, i když se může mezi nimi významně lišit: kupř. v případě měkkýšů by polovina druhů naopak ubyla. Rekordmanem v tomto ohledu zůstává rozsivka Pinnularia borealis: ukázalo se, že ve skutečnosti jde o 200-600 druhů.

Znásobení počtu druhů pozměňuje hodnoty druhové bohatosti (počtu druhů na určité ploše v určitém čase), jednoho z nejběžnějších přiblížení biologické rozmanitosti, a z ní odvozených přístupů, kupř. vymezování horkých míst biodiverzity. Nově vyčleněné druhy vykazují jak nižší početnost, tak menší areál rozšíření, takže bývají náchylnější k vymření (extinkci): ochraně přírody tak přibydou na starost další ohrožené druhy.

Jiný areál rozšíření poddruhu či místní populace (demotop) povýšených na druhy ovlivňuje i navrhování chráněných území. V praxi s sebou přináší také nezbytnou změnu legislativy, a to jak národní, tak mezinárodní, a nutnost vyčlenit na ochranu nových druhů odpovídající kapacity včetně finančních.

Frankham et al. (2012) tvrdí, že PSC je pro druhovou ochranu nevhodný, protože málo početné populace trpící značnou příbuzností jedinců považuje za samostatné druhy. Pokud by se v takovém případě důsledně uplatnil BSC, mohly by být obdobné populace posíleny exempláři z příbuzných populací, patřícími ke stejnému druhu a křížícími se s příslušníky zachraňované populace. Podle PSC by ale šlo o mezidruhové křížení.

Nicméně ani u ptáků, ani u primátů nebyl nárůst počtu druhu doprovázen větším ohrožením skupiny vyhubením nebo vyhynutím. Jiní autoři naopak chápou taxonomickou inflaci jako žádoucí začlenění fylogenetiky do taxonomie. Zastánci PSC argumentují rovněž tím, že rozštěpení původního druhu na více nových může odhalit ochranářsky významné, ale do té doby přehlížené populace a zajistit tak jejich ochranu: často může jít o (mikro)endemity.

Z BSC bezprostředně vyplývá, že nemůže existovat žádný hybridní druh, tedy stabilizovaný druh vzniklý křížením různých druhů. Opak je ale pravdou, přičemž některé hybridní druhy, kupř. Na problémy s hledáním shody, co vlastně chápat pod pojmem druh, ochrana přírody reagovala mj.

Druhy, které by měly být v ideálním případě dobře uchopitelné, přirozeně vnímané entity, představují výsledek dvou procesů: evoluce vytvářející biologickou rozmanitost a lidského myšlení rozlišujícího, pojmenovávajícího a třídícího zákonitosti okolního světa, v tomto případě snahy klasifikovat jeho živé složky - a právě v tom spočívá jejich lesk i bída.

Vstavačovité (Orchidaceae) čítají na 26 000 druhů a vyskytují se po celé zeměkouli s výjimkou pouští a polárních oblastí. Formálně pojmenované poddruhy či další vnitrodruhové kategorie, které se mohou nikoli nevýznamně lišit stupněm ohrožení vyhubením nebo vyhynutím, bývají nezřídka popsány na základě poněkud povrchních a značně proměnlivých charakteristik, jako je zbarvení nebo tělesná velikost.

Evolučně významná jednotka (ESU)

V určitých případech nelze z důvodu nedostatku financí, pracovníků, znalostí či času chránit určitý druh jako celek. Nejznámější z nich zůstává evolučně významná jednotka (ESU) navržená v polovině 80. let 20. století. Pro potřeby zákona o ohrožených druzích (ESA) platného v USA od roku 1973 vymezil Waples (1991) ESU jako populaci reprodukčně izolovanou od ostatních populací a představující významný prvek evolučního dědictví druhu. Moritz (1994) doporučil konkrétní metody určení ESU. Od té doby bylo pojetí ESU opakovaně debatováno, kritizováno, vzýváno a upřesňováno.

Zatímco Barrowclough & Flesness (1996) považují druhy vymezené podle fylogenetické koncepce za ESU, Riddle & Hafner (1999) doporučují rovnou používat ESU místo druhů. Již Charles Darwin zdůraznil, že žádná definice druhu zatím neuspokojila všechny přírodovědce: přesto každý přírodovědec mlhavě ví, co má na mysli, když hovoří o druzích.

Žádný z postupně navržených pohledů na druh není ani dnes všeobecně akceptovaný a plně nevyhovuje ani ochraně přírody. Navíc se nezdá, že by se v blízké budoucnosti tato situace mohla změnit. Nejen ochranářská legislativa platná v jednotlivých státech s výjimkou Austrálie, ale také mnohostranné mezinárodní úmluvy zabývající se biologickou rozmanitostí se proto až na Úmluvu o mezinárodním obchodu s ohroženými druhy planě rostoucích rostlin a volně žijících živočichů (CITES) důsledně vyhýbají tomu, aby se přiklonily k některé z koncepcí druhu.

Stejně jako biologie ani ochrana přírody se přitom bez druhů jednoduše neobejde. Vždyť druhové ochraně, kupř. repatriacím, posilováním populací či vypouštěním vyléčených živočichů do volné přírody, se všeobecně dostává větší pozornosti než kupř. ekosystémovému přístupu nebo podpoře propojenosti krajiny. Přestože hlavní jednotkou praktické druhové ochrany zůstává populace, jak řídící pracovníci a zákonodárci, tak široká veřejnost chápou druh jako klíčový pojem ochrany přírody.

V současnosti se i nadále v praxi uplatňuje naprosto jednoduché řešení, že druh je cokoli, co se kompetentní taxonomové rozhodnou nazývat druhem. Uvedený přístup se označuje jako taxonomická koncepce druhu (TSC) nebo poněkud ironicky cynická druhová koncepce. Přináší s sebou ovšem nutnost na základě aktuálních taxonomických znalostí pravidelně přehodnocovat priority druhové ochrany.

Myšlenka, že v důsledku značné rozmanitosti bioty není dost dobře možné si vystačit pro všechny organismy, od virů po člověka, s jedním jediným pojetím druhu a že by měla být pro konkrétní situaci aplikována nejvhodnější koncepce druhu, není nikterak nová. Pluralismus by mohl skoncovat s nekonečnými neplodnými debatami o tom, které z pojetí druhu je nejlepší na to, aby mohlo být uplatněno pro všechny organismy. V takovém případě by si mohla ochrana přírody hovorově řečeno přihřát svou polívčičku.

Z pragmatického pohledu ochrany přírody druh představuje různě velkou skupinu jedinců významnou z hlediska péče o přírodní dědictví, takže je záhodno o ni rozumným způsobem pečovat a chránit ji: protože tito jedinci sdílejí evoluční a ekologickou historii, vykazují v určitém čase a prostoru společné znaky.

Nicméně se opakovaně potvrzuje, že populace organismů z jakéhokoli důvodu ceněné lidmi - pro charisma, krásu, vzácnost či hospodářský význam - bývají chráněné bez ohledu na jejich taxonomické zařazení. Skutečně, zda gorilu horskou hodnotíme jako druh, poddruh, evolučně významnou jednotku nebo místní populaci, není pro její ochranu v praxi až tak důležité. Myslet bychom měli ale i na ostatní, zejména ohroženou biotu.

Abiotické a biotické faktory

Úvodní přednášky seznámí studenty s jednotlivými faktory prostředí, které ovlivňují vegetaci. Tyto vztahy budou pak vysvětlovány na příkladech v jednotlivých biotopech. Cílem předmětu je seznámit studenty s hlavními skupinami sinic, rostlin a hub, jejich význam pro člověka (využití v potravinářství, zemědělství a medicíně, toxiny hub a sinic) a vztahy s biotickými a abiotickými složkami prostředí.

Základní genetické znalosti

Náplní předmětu je seznámit studenty se základními oblastmi genetiky, se zákonitostmi přenosu dědičných znaků na úrovni organismu, na úrovni buňky a s principy molekulárně-genetických jevů. Základní genetické znalosti jsou nutné pro pochopení zákonitostí dědičnosti a proměnlivosti a předmět je tedy vhodným doplněním znalostí pro učitele všech stupňů škol.

tags: #taxonomie #zákonitostí #v #přírodě

Oblíbené příspěvky:

• Důležité informace o svozu odpadu v Broumově-Poříčí
• Zážitky z cestování po USA
• Průvodce výběrem drtiče
• Kompletní průvodce čištěním odpadu u dřezu
• Průvodce výběrem batohu pro ženy