Arterna är inte vad de varit

När Kristofer Helgen under ett besök på Field museum i Chicago drog ut en låda med vad han trodde var en samling kända tvättbjörnsarter blev han rejält överraskad.

– Jag tittade på pälsen, skallen, tänderna, hörselbenen. Inget i anatomin liknade något jag sett tidigare, säger Kristofer Helgen, som är zoolog vid Smithsonian museum i USA.

Det starkt rödfärgade skinnen han såg ledde till beskrivningen av en ny köttätande däggdjursart.

Det var det första nya fyndet på 35 år. Men även om det inte tillhör vanligheterna med nya köttätande däggdjur, så beskrivs ständigt nya arter. Forskare hittar nya växtarter, nya maskarter i haven, en ny tusenfotingsart i Central park i New York, och – som sagt – till och med nya däggdjursarter i Sydamerika. Arter utgör grundbulten i vår bild av naturen, både vetenskapligt och för lekmän i allmänhet. Så har det varit under lång tid och så kommer det säkert att vara under överskådlig framtid. Forskaren upptäcker och beskriver, medan lekmannen observerar och njuter av mångfalden. I dag finns ungefär 1,5 miljoner beskrivna arter. Men dessa utgör sannolikt bara en bråkdel av artrikedomen på vår jord; nya uppskattningar landar på nära nio miljoner arter.

Taxonomerna – de personer som arbetar med att beskriva, namnge och klassificera nya arter – står således inför stora utmaningar. Och uppgiften blir inte lättare av att det är svårt att säga vad en art egentligen är. Detta beror på att livets mångfald – den enorma variation i utseende, funktion och livsmönster som organismerna uppvisar – inte ryms inom ett enskilt artbegrepp. Därför har man skapat en uppsjö av artbegrepp som fokuserar på olika aspekter av organismernas biologi.

En metod är att basera artbeskrivningen på en eller ett fåtal unika egenskaper när det gäller organismens utseende – dess morfologi. Det morfologiska artbegreppet har en lång tradition inom taxonomin och användes redan på Carl von Linnés tid. Men under 1900-talets början utvecklades det biologiska artbegreppet. Här betonas i stället organismernas fortplantningsförmåga: individer som kan para sig med varandra och få fertil avkomma tillhör samma art. Det biologiska artbegreppet har fått stor spridning men har även det sina begränsningar. Det går exempelvis inte att tillämpa på organismer som har könlös fortplantning. Det biologiska artbegreppet går inte heller att använda på utdöda organismer.

Ett tredje sätt att beskriva en art är genom det så kallade fylogenetiska artbegreppet. Här utgår man från den evolutionära utvecklingen och försöker placera nyupptäckta arter i släktträd som beskriver arternas uppkomst. Numera är det vanligt att forskarna studerar släktskapet mellan arterna med hjälp av dna-analyser; individer som antas tillhöra samma art ska ha en gemensam genetisk signatur som skiljer dem från individer av andra arter.

Exemplet med den nyupptäckta tvättbjörnssläktingen belyser hur en modern artbeskrivning kan gå till. Allt började som sagt med att Kristofer Helgen hittade samlingar av skinn och ben på ett museum i Chicago. Genom att studera skinnen och benen noggrant stod det tidigt klart för forskarna att det rörde sig om en ny art som döptes till Bassaricyon neblina, eller olinguito som den populärt kallas. Så här långt påminner denna moderna artbeskrivning om hur man gick till väga för drygt hundra år sedan: man utgick från olinguitons morfologi och kunde konstatera att den skiljer sig markant från kända arter av olingos. Men en skillnad mot sådana klassiska artbeskrivningar är att analyserna nu utfördes på ett större antal individer, vilket ökar chansen att få en bättre bild av den naturliga variationen i morfologin som förekommer hos många arter. Detta var något som man inte bekymrade sig över förr i tiden.

Ett exempel är beskrivningen av slemmasken Drepanophorus lankesteri från 1887. Biologen Ambrosius Hubrecht baserade artbeskrivningen av slemmasken på ett enda exemplar som dessutom hade legat i sprit ett antal år och redan tappat alla färger och yttre mönster. Hubrecht ansåg ändå att det rörde sig om en ny art, eftersom vissa inre karaktärsdrag var så tydliga att de inte gick att blanda ihop med några andra hittills kända arter av släktet Drepanophorus. Även i dag kan det gå till på liknande sätt. Under 2013 publicerades beskrivningar av sex nya arter av svampdjur, där avvikelser i anatomi från det som tidigare var känt låg till grund för slutsatsen att det rörde sig om nya arter. En skillnad var att man nu tagit hänsyn till hur organismerna varierar sinsemellan.

Men när det gäller den nyupptäckta olinguiton, tog forskarna artbeskrivningen ytterligare några steg. De begav sig till Ecuador för att försöka hitta djuren, observera dem i naturligt tillstånd samt försöka ta blodprover för att kunna analysera deras dna. Genom att jämföra dna från flera populationer av samma art kan forskarna undersöka den totala genetiska variationen inom arten. Detta är ofta en förutsättning för att avgöra om det man misstänker är en ny art verkligen skiljer sig evolutionärt från andra kända arter. Forskarnas analyser visar att den nyupptäckta olinguiton delar endast 90 procent av sitt dna med närbesläktade arter. Som jämförelse kan nämnas att människan och schimpansen delar dna till 99 procent. Så trots att olinguitons utbredningsområde överlappar flera andra olingoarters utbredningsområden, verkar det som om det finns en barriär mellan arterna när det gäller fortplantning – olinguiton tycks därför uppfylla det grundläggande kravet för det biologiska artbegreppet, det vill säga reproduktiv isolering.

– Tack vare moderna genetiska analyser kan vi fastställa att det rör sig om en ny art, säger Kristofer Helgen.

Forskarna har alltså i det här fallet använt sig av flera olika begrepp för att beskriva arten och samtliga ger samma resultat: oliguiton är en ny art som är väl avgränsad från andra närbesläktade arter. Detta är ingen självklarhet; det händer att olika artbegrepp står i konflikt med varandra, vilket en studie av inhemska fågelarter i Mexiko visar. När man använde det biologiska artbegreppet fann man 101 fågelarter, men om man i stället tillämpade det fylogenetiska artbegreppet så steg antalet fågelarter till 249. Det berodde på att de biologiska arterna gick att dela upp i flera fylogenetiska arter. Exemplet belyser även en av orsakerna till att det är så svårt att beräkna hur många arter det finns på jorden; man får olika resultat beroende på vilket artbegrepp man väljer att tillämpa.

På många sätt verkar det ha varit lättare att arbeta som taxonom på Ambrosius Hubrechts tid: man behövde inte bekymra sig om genetik och motsägelsefulla artbegrepp, utan kunde arbeta med synliga morfologiska skillnader mellan olika arter. I dag ser det alltså annorlunda ut, även när det gäller artbeskrivningar av just slemmaskar. För några år sedan beskrev Göteborgsforskarna Malin Strand och Per Sundberg en ny slemmaskart, Pseudomicrura afzelii. Här baserade man beskrivningen främst på dna-sekvenser från flera individer av det man misstänkte vara en ny art, och sekvenserna analyserades fylogenetiskt tillsammans med individer från närbesläktade arter. Analysen visar att individerna av den nya arten är närmare släkt med varandra än med andra arter och dessutom med starkt statistiskt stöd. Då hade man också underlag för att föra ett resonemang om att det är en art som kan kopplas till ett släktskapsbaserat artbegrepp, ett fylogenetiskt artbegrepp. Man lägger således tonvikten på artens släktskap och evolution, men gör även en morfologisk beskrivning av artens utseende.

– Vi tänkte länge och väl på ett fylogenetiskt artbegrepp, men vi drog det inte fullt ut. Vi nöjde oss med att arten var genetiskt väl avgränsad i relation till de data vi hade att jämföra med och kopplade beskrivningen till dna-sekvensen, som på så sätt blir namnbärande, säger en av författarna, forskaren Malin Strand, numera verksam vid Artdatabanken på Sveriges lantbruksuniversitet.

Dna-analyser kan ibland leda till överraskningar. I december 2013 publicerade en brasiliansk forskargrupp, under ledning av ekologen Eduardo Eizirik, en studie av en grupp tropiska vildkatter i släktet Leopardus. En av arterna i det här släktet, Leopardus tigrinus, finns i två brasilianska populationer utan några större utseendeskillnader och med överlappande utbredningsområden. En överraskning för forskarna var stödet för att dessa två populationer var genetiskt skilda på en nivå som ofta motsvarar vad man brukar se hos olika arter. Man fann helt enkelt inget som tydde på något genflöde mellan populationerna.

– Den här observationen antyder att populationerna inte förökar sig med varandra, vilket ledde oss till slutsatsen att det rörde sig om två biologiska arter, säger Eduardo Eizirik.

Arterna går nu under namnen Leopardus tigrinus respektive Leopardus guttulus. Även om dessa båda arter liknar varandra till det yttre, så tyder molekylära data på att de har varit separerade minst 100 000 år, kanske ännu längre. Sådana arter, som är förvillande lika i fråga om yttre och inre morfologi, men som uppvisar stora genetiska skillnader, går under begreppet kryptiska arter. De är sannolikt vanligt förekommande i naturen och har blivit ett hett forskningsfält.

– O, ja! Grymt vanligt, i alla fall bland marina ryggradslösa djur. Bland till exempel daggmaskarnas havslevande släktingar har man hittat kryptiska arter så fort man aktivt letat efter dem, det vill säga samlat sådant som sett likadant ut på olika ställen och djup, säger Thomas Dahlgren vid Uni research i Bergen, Norge.

Det gäller inte bara bland ryggradslösa djur som maskar, tycks det, utan även bland djur med tassar och päls, djur som vi kanske tror att vi har bra koll på.

– Vi hittar också det motsatta. Fler och fler exempel dyker upp på arter som visar sig vara samma art när det gäller genetiska data, trots att vi tycker att de är lätta att särskilja med till exempel yttre karaktäristika, säger Malin Strand.

I dag finns det minst 20 artbegrepp som alla beskriver olika, eller delvis olika, grupperingar av organismer. Trots denna variation av artbegrepp, menar forskare som Kevin de Queiroz vid Smithsonian i USA att tanken med alla moderna artbegrepp är att de åtminstone underförstått syftar på arter som evolutionära linjer: att arter är bitar av historien och att de olika artbegreppen snarare speglar en avgränsningsproblematik.

De åskådliggör helt enkelt olika stadier i artbildningsprocessen. Det biologiska artbegreppet lägger fokus på reproduktiv isolering, det fylogenetiska på arternas evolutionära historia och det morfologiska på unik form och struktur. Ett ekologiskt artbegrepp kan i sin tur fokusera på organismernas roll i ekosystemen, vilket innebär att man definierar arter utifrån deras ekologiska nischer. En sådan syn understryker arten som en grundbult i modern biologi: det finns en gemensam syn på vad en art är, men olika sätt att avgränsa dem.

– Min åsikt är att det bara finns ett artbegrepp och att det man ofta ser som olika artbegrepp snarare borde ses som artkriterier. Jag ser egentligen inget behov av att hänvisa till ett specifikt artbegrepp när en ny art beskrivs. Men jag tycker att det är viktigt att vara tydlig med bevisen i form av olika artkriterier och också med de bakomliggande resonemangen när man beskriver en ny art, säger Kevin de Queiroz.

Man kan kanske likna modern taxonomi vid Brasses latjolajbanlåda i det gamla barnprogrammet Fem myror är fler än fyra elefanter – det finns olika sätt att se på artbeskrivningar och på artrikedomen på vår jord, och alla kan de vara korrekta på sitt sätt.

Vissa artbeskrivningar kan dock vara fiffigare andra – som när artbeskrivningen är förankrad i ett tydligt teoretiskt ramverk som betonar de mest betydelsefulla aspekterna av organismens biologi. Eller som i fallet med olinguiton, där flera olika artbegrepp ger ett entydigt resultat.