Ryba to chyba jedna z najłatwiejszych do rozpoznania grup zwierząt.
Ma płetwy, żyje w wodzie, pływa, oddycha skrzelami. Rekin to ryba. Łosoś to ryba. Karp to ryba. Pstrąg to ryba.
Proste.
Tylko że z punktu widzenia współczesnej systematyki ewolucyjnej pojawia się pewien problem:
„Ryby” nie są jedną naturalną grupą ewolucyjną.
A jeśli bardzo uprzemy się, żeby taką grupę stworzyć, wydarzy się coś jeszcze dziwniejszego.
Będziemy musieli zaliczyć do ryb również… człowieka.
Co właściwie jest nie tak z rybami?
Przez bardzo długi czas organizmy klasyfikowano przede wszystkim według tego, jak wyglądały i jakie miały cechy.
To było całkiem rozsądne.
Zwierzę ma pióra, skrzydła i dziób? Ptak.
Ma sierść i karmi młode mlekiem? Ssak.
Żyje w wodzie, ma płetwy i skrzela? Ryba.
Problem w tym, że ewolucja nie przejmuje się naszym zamiłowaniem do schludnych szufladek.
Współczesna systematyka coraz mocniej opiera klasyfikację na pokrewieństwie ewolucyjnym. Jednym z podstawowych pojęć jest tutaj klad.
Klad obejmuje wspólnego przodka oraz wszystkich jego potomków.
Można wyobrazić sobie drzewo genealogiczne. Jeśli zaznaczymy na nim jedną gałąź, nie możemy arbitralnie wykreślić części jej późniejszych odgałęzień tylko dlatego, że ich przedstawiciele zaczęli wyglądać inaczej.
I właśnie tutaj zaczynają się problemy z rybami.
Bo my też wyszliśmy z tej samej gałęzi
Kręgowce lądowe nie pojawiły się obok ryb jako zupełnie osobna linia życia.
Wyewoluowały z jednej z gałęzi kręgowców, które potocznie nazywamy rybami.
W ogromnym uproszczeniu fragment drzewa życia wygląda więc mniej więcej tak:
kręgowce → ryby kostnoszkieletowe → mięśniopłetwe → czworonogi → ssaki → naczelne → człowiek.
I tu pojawia się problem.
Jeżeli do grupy „ryby” zaliczymy wspólnego przodka ryb kostnoszkieletowych i jego potomków, ale wyrzucimy z niej wszystkie zwierzęta, które w pewnym momencie wyszły na ląd, przestajemy mieć pełną gałąź drzewa ewolucyjnego.
Wycinamy z niej kawałek.
Dlatego tradycyjnie rozumiane „ryby” są grupą parafiletyczną – obejmują wspólnego przodka, ale nie wszystkich jego potomków.
Oczywiście słowo „ryba” nigdzie przez to nie znika. Biolodzy nadal mówią o rybach, istnieje ichtiologia, są ryby morskie, słodkowodne, hodowlane i tysiące publikacji naukowych używających tego określenia.
Po prostu „ryby” nie są jedną kompletną gałęzią drzewa życia w takim sensie, w jakim współczesna systematyka chciałaby definiować naturalne grupy organizmów.
Czyli człowiek jest rybą?
Tu trzeba uważać.
W codziennym języku oczywiście nie. Człowiek nie jest rybą i biolog mówiący o rybach raczej nie ma na myśli ludzi.
Ale jeśli potraktujemy nazwy grup konsekwentnie jako określenia całych gałęzi ewolucyjnych, pojawia się zabawna konsekwencja.
Nie da się stworzyć kladu obejmującego wszystkie tradycyjnie rozumiane ryby kostnoszkieletowe, a jednocześnie wykluczającego czworonogi.
My jesteśmy jednym z bardzo odległych odgałęzień tej historii.
To trochę tak, jakby ktoś powiedział:
„Moja rodzina obejmuje dziadka, jego dzieci i wnuki, ale nie obejmuje tych wnuków, które przeprowadziły się do innego miasta”.
Miejsce zamieszkania się zmieniło. Pokrewieństwo nie.
My po prostu jesteśmy potomkami linii, która jakieś setki milionów lat temu zrobiła wyjątkowo ważny krok w stronę życia na lądzie.
Rekin jest rybą. Łosoś jest rybą. A który jest bliżej nas?
I tutaj intuicja dostaje kolejny cios.
Rekina i łososia bez wahania wrzucamy do jednej szufladki: ryby.
Człowieka stawiamy w zupełnie innej.
Tymczasem linia prowadząca do rekinów oddzieliła się wcześniej od linii prowadzącej do ryb kostnoszkieletowych i czworonogów.
W rezultacie łosoś jest bliżej spokrewniony z człowiekiem niż z rekinem.
Nie oznacza to oczywiście, że łosoś jest szczególnie bliskim krewnym człowieka. Chodzi o strukturę drzewa genealogicznego.
Łosoś i my mamy bardziej niedawnego wspólnego przodka niż łosoś i rekin.
Nasza intuicja grupuje organizmy według wyglądu i środowiska życia.
Ewolucja grupuje je według historii pochodzenia.
I te dwie rzeczy nie zawsze dają ten sam wynik.
A co z ptakami?
Tutaj sytuacja robi się jeszcze ciekawsza.
„Ptaki” radzą sobie znacznie lepiej niż „ryby”. Współczesne ptaki tworzą rzeczywistą gałąź drzewa ewolucyjnego – grupę monofiletyczną. Wszystkie pochodzą od wspólnego przodka i należą do jednej linii ewolucyjnej.
Ale zaraz…
Skoro ptaki wyewoluowały z dinozaurów, to czy ptaki są dinozaurami?
Tak.
Nie tylko „pochodzą od dinozaurów” w takim sensie, jakby dinozaury kiedyś się skończyły, a później pojawiły się ptaki.
Ptaki są żyjącą do dziś gałęzią dinozaurów.
Wróbel siedzący na parapecie nie jest więc jedynie dalekim potomkiem czegoś, co kiedyś było dinozaurem.
W sensie ewolucyjnym wróbel jest dinozaurem.
Dinozaury nie wyginęły całkowicie około 66 milionów lat temu. Wymarły wszystkie ich linie poza jedną – ptakami.
No dobrze. A gady?
I tutaj wracamy niemal dokładnie do problemu ryb.
Potocznie do gadów zaliczamy żółwie, krokodyle, jaszczurki i węże.
Ptaków nie.
Tyle że jeśli spojrzymy na ich historię ewolucyjną, taki podział przestaje być konsekwentny.
Krokodyle są ewolucyjnie bliżej spokrewnione z ptakami niż z jaszczurkami.
Ptaki i krokodyle należą do archozaurów, podczas gdy jaszczurki i węże znajdują się na innej gałęzi drzewa gadów.
Jeżeli więc stworzymy grupę „gady”, do której wrzucimy krokodyla i jaszczurkę, ale wyrzucimy ptaki, ponownie otrzymujemy grupę parafiletyczną.
Dlatego we współczesnym ujęciu filogenetycznym ptaki znajdują się wewnątrz gałęzi tradycyjnie nazywanej gadami.
Czyli kura jest gadem.
Co więcej, kura jest dinozaurem.
A krokodyl jest bliższym krewnym kury niż jaszczurki.
Nasze szkolne szufladki zaczynają wyglądać coraz podejrzaniej.
A ssaki?
Tutaj dla odmiany wszystko działa całkiem dobrze.
Ssaki tworzą naturalną, monofiletyczną grupę. Ich wspólny przodek oraz wszyscy jego potomkowie mieszczą się w Mammalia.
Podobnie jest z ptakami.
Problem nie polega więc na tym, że wszystkie tradycyjne nazwy zwierząt są „nienaukowe”. Niektóre bardzo dobrze odpowiadają rzeczywistym gałęziom ewolucyjnym. Inne powstały na podstawie wyglądu i sposobu życia, zanim poznaliśmy ich prawdziwe pokrewieństwo.
I właśnie dlatego współczesna systematyka potrafi prowadzić do tak nieintuicyjnych wniosków.
Drzewo zamiast szufladek
Być może największy problem tkwi w samym sposobie, w jaki myślimy o organizmach.
Lubimy szufladki.
Ryby.
Płazy.
Gady.
Ptaki.
Ssaki.
Każda grupa obok następnej.
Ewolucja nie działa jednak jak komoda z osobnymi szufladami.
Znacznie lepszą metaforą jest drzewo.
Jedna gałąź rozdziela się na dwie. Te na kolejne. Jedna z nich zaczyna żyć na lądzie. Inna rozwija pióra. Jeszcze inna wraca po milionach lat do wody.
Ale żadna nie odcina się od swojej przeszłości.
Wieloryb może zacząć wyglądać jak ryba, ale pozostaje ssakiem.
Ptak może latać i być pokryty piórami, ale pozostaje częścią linii dinozaurów.
Człowiek może chodzić na dwóch nogach, budować miasta i zastanawiać się nad klasyfikacją biologiczną, ale jego gałąź drzewa życia nadal prowadzi wstecz do wodnych kręgowców.
I chyba właśnie dlatego określenie „drzewo życia” jest tak dobre.
Kiedy zaczniemy patrzeć na zwierzęta nie jak na osobne pudełka, ale jak na końcówki ogromnego, rozgałęziającego się drzewa genealogicznego, nagle wiele pozornie absurdalnych zdań zaczyna mieć sens.
Ptak jest dinozaurem.
Ptak należy do gadziej gałęzi drzewa życia.
Łosoś jest bliżej spokrewniony z nami niż z rekinem.
A „ryba”?
Ryba nadal istnieje. Po prostu biologia trochę komplikuje to, co w codziennym języku wydaje się oczywiste.
