カール・リンネは、おそらく、この地球上の生命が本質的につながっていることに気付いた最初の科学者ではありませんでした。しかし、彼はそれを明確にし、成文化しました。彼のSystema Naturaeの第10版では 、1758年に出版された、彼は今日まで続く生命の命名と組織化のシステムを確立しました.ただし、原則は同じです。生命はネストされたランクに編成されており、それぞれの上位層は、下位の種が属する関連生物のより大きなグループを表しています。
このランク付けされた分類法 — ドメイン、王国、門、クラス、目、科、属、種 — は生物学教育の基礎です。多くの場合、「知らなかったポパイズチキンが無料の砂肝ストリップを提供した」や「親愛なるフィリップ王が素晴らしいスパゲッティのためにやって来た」などのニーモニックを通じて、すべての生徒がそれを学びます。
しかし、ますます多くの研究者が、分類学がこれらのランクから離れるか、完全に放棄する時が来たと考えています。ベルゲン大学（ノルウェー）の比較発生生物学者であるアンドレアス・ヘイノルは、「学生がそれを学ばなければならないとき、これらのグループには特別な何かがあることを学生に示唆することにもなります」と述べています。まだありません。
Hejnol がシステム全体で見ている問題は、ランクが生命のすべてのグループにわたって特定または統一されたものを意味しないことです。種はおそらく生物学の複数の分野で最も重要なランクですが、数十の種の概念が使用されており、生物のさまざまなグループを扱っている生物学者は、1 つだけに同意することはできないようです。ヒエラルキーの反対側はもっと落ち着いていると思うかもしれませんが、ドメインがまったく存在しなかったのはそれほど昔のことではありません。今日私たちが使用している 3 つのドメイン（古細菌、細菌、真核生物）は、1990 年に提案されたばかりです。当時の最高位は王国で、そのうちの5つがありました。現在、少なくとも 6 つありますが、32 ほどあるはずだと言う人もいます。同様のあいまいさが、その間にあるすべての分類ランクを悩ませています。
おそらく、科学コミュニティが各ランクの定義に同意しただけで、これはすべて解決される可能性がありますが、それについてのコンセンサスはありません. 「[分類学的ランク] はより有意義な方法で使用できる可能性があり、人々はそれを行う方法について提案さえしています。ワシントン D.C. にあるスミソニアン研究所の国立自然史博物館の研究動物学者であるケビン・デ・ケイロス氏は、次のように述べています。小さな変更は許容されるかもしれませんが、「しかし、それらを生活全体で標準化するためには、根本的に変更する必要があるものもあります。」
これらの変更は、時間の経過とともに発生する可能性があります。しかし、その間、ランクが一貫して、または広く意味を持っているわけではないことを忘れがちです。そして、進化の仮説を立てたり、生物多様性を調べたりするために人々がこれらのランクに依存するとき、彼らの科学は根本的に欠陥がある可能性があります.
ロンドンの自然史博物館の系統発生学者であるロナルド・ジェンナーは、「[分類学的ランク]を取り除く必要はないと思います。 「私たちが取り除く必要があるのは、より高いレベルの分類群が同等であるという不当な含意です。そうではないからです。それらは抽象化です。情報収納ボックスです。彼らはそれだけです。」これは、門を見るとはっきりとわかります。
別の名前の門
リンネが階層的分類法を提案したとき、何かに気づいていましたが、生命体がどのように関連しているかを本当に理解するには時期尚早でした。チャールズ・ダーウィンは種の起源を出版しませんでした もう百年。したがって、彼が確立した分類学的原則が進化の完全な現実を捉えることができなかったとしても、驚くべきことではありません.
「従来のルールは岩石にも簡単に適用できます」と de Queiroz 氏は述べています。リンネは、鉱物の王国 (Regnum Lapideum) が植物の王国 (Regnum Vegetabile) と動物の王国 (Regnum Animale) と並んで位置することを提案しました。家族や門のようなランクに固有のもので、生物に固有のものはありません。 「私たちが割り当てるのは、この恣意的なランクです。」
しかし、多くの人は、特に動物の門のランクには当てはまらないと主張するでしょう.イェール大学の古生物学者であるデレク・ブリッグスは、「分類学的階層に関しては、門と種の両方が厳密な通用性を持っているという意味があります」と述べています。
Briggs 氏や他の人々にとって、門の描写は大雑把かもしれませんが、明確です。それらは、「根本的に異なるボディプラン」を持つ生物のセットを区別します。ボディプランの定義は、解剖学と組織組織の詳細を利用できます。また、生物のライフサイクルまたは発生における1つまたは複数の段階を指すこともあります。個々の特性は複数の門に属している可能性がありますが、特性の完全なセットは各門を一意に定義することになっています。たとえば、刺胞動物門を構成するイソギンチャクとクラゲは、他の明確な特徴の中でも、放射状に対称であり、口と肛門の両方として機能する開口部を持ち、特殊な刺す細胞で獲物を捕らえます。扁形動物門の回虫は、胚として3つの異なる組織層を持ち、左右対称であり、体腔を欠いています。節足動物門の昆虫、クモ、甲殻類は外骨格を分割し、発達段階の間に脱皮します。
特徴的なボディプランが生命の組織的スキームとして役立つというこの考えは、実際には門という用語よりも古い.フランスの動物学者ジョルジュ・キュヴィエは、1817 年に比較解剖学に基づいて動物の生命を 4 つの「枝分かれ」に分類しました。同様に、ドイツの科学者カール・エルンスト・フォン・ベアは、1828 年に発生学に基づいて 4 つの「動物型」を特定しました。門という用語は、エルンスト・ヘッケルがGenerelle Morphologie der Organismenで作り出した造語です。 、1866年に出版されました。ヘッケルは動物の5つの門、腔腸動物、棘皮動物、「関節動物」（環形動物と節足動物を含むグループ）、軟体動物、脊椎動物に特に注目しましたが、彼はこの用語を、現代の科学者がクレードまたは単系統群という用語を使用する方法で使用しました。共通の祖先の子孫である一連の生物を指す.
時間が経つにつれて、動物の門の数は約35に拡大しました。しかし、亜門、クラス、または他の分類学的ランクとは対照的に、グループを門にするものについての確固たる定義はありませんでした.脊椎動物や線虫などのグループが独自の門であるほど十分に特徴的であるかどうか、または節足動物、クマムシ、ビロードワーム、環形動物のような門を他の門とひとまとめにする必要があるかどうかについて、多くの議論がありました (ヘッケルの時代のように)。
最終的に、特定のクレードを門と命名するという決定は、「完全に人為的なものです」と Hejnol 氏は述べています。彼はまた、区別は、ゲノムの特徴など、目に見えないものよりも目に見える性質を強調する傾向があるため、見た目の違いについて人間の視点を優先するように偏っていると指摘しました.
しかし、おそらく門間の境界の人為性よりも大きな問題は、それらが門内の多様性の範囲についてほとんど教えてくれないことです.プラコゾア門のように、形態学的な多様性がほとんどないものもあります。すべてのプラコゾアは非常によく似ているため、研究者は、ほんの一握りの種しか存在しないのか、それとも100以上の種があるのかをまだ決定していません.
他の門には、その門の名目上のボディプランから非常に逸脱した生き物が含まれているため、そのカテゴリーのメンバーとして認識することはほとんど不可能です. テトラプラティア は、たとえば、「多かれ少なかれワームのような形をした奇妙なゼリーです」と、米国海洋大気庁の国立系統学研究所の所長であるアレン・コリンズは述べています。それが古い血統の一部であった場合、Tetraplatia 刺胞動物門のゼリー、サンゴ、イソギンチャクと並んで奇妙なヒドロ虫としてまとめられるのではなく、独自の目、クラス、または門に属すると見なされる可能性があります.
または根頭のフジツボを取ります。メスの成虫はカニの内部寄生虫です。宿主の体内で、枝分かれした根の塊に似た形で成長します。あなたが想像できるように、それらは他の節足動物とはほぼ異なって見えます。節足動物門のラベルについて、それが他のものからのそのような奇妙な逸脱を含んでいることを示唆するものは何もありません-またはおそらくそうすべきではありません.
実際、皮肉なことに、進化が今後何年にもわたってどんな奇妙な新しい形態を発明しても、それらを収容するための新しい門を作成することはできません.門は、別の門の中に入れ子にすることができないということです。 「それはその人工性を示しています」とジェンナーは言いました。
これは、門の概念に固有のパラドックスを示しています。理論的には、門は、異なるボディプランの形態学的な一意性を示しています。しかし、門は形態学的な一意性を実際に意味することはできません。なぜなら、階層システムでは、生命の分岐したすべての形態を同等のものとして扱うランクに押し込む必要があるためです。 「母なる自然を拘束することはできません」とジェンナーは言いました。 「そして、彼女が門レベルの違い、つまり兄弟とはまったく似ていない「希望に満ちた怪物」を作るなら、はい、これは文字通り門レベルの違いだと言えるはずです。しかし、それはできません。」
カンブリア爆発の爆破
実際には、門はボディプラン以上のものによって定義されています。それらは、5 億年以上前に始まったカンブリア紀初期の 500 万年から 2000 万年の特定の範囲内で発生した、生物の特徴的なグループであるとしばしば考えられています。この時期の突然の多様性の爆発は「カンブリア紀の爆発」と呼ばれることが多く、カリフォルニア大学バークレー校の生物学の名誉教授であるジェームズ・バレンタインがかつて説明したように、それは動物の生物多様性の欠如が原因で発生したと考えられています.その時点までは、生命の歴史の中でユニークでした。急激な気候変動や地質学的変動も重要だったと言う人もいますが、正確なきっかけが何であれ、当時の進化が種を変えた方法は、現在の種を変える方法とは一見異なっていました.
しかし、より最近のデータは、5 億年前の生命の多様化には特別な何かがあったというこの考えに反論しています。現在認識されている門の「茎」上にある新しい化石の発見は、いわゆるボディプランが時間の経過とともに実際に段階的に生じたことを示しています.したがって、それらの見かけ上の形態学的距離は、固有の生物学的プロセスを代表するものではなく、純粋に化石化と絶滅の人工物である可能性があります。カリフォルニア大学デービス校の古ゲノミクス研究者である David A. Gold のような一部の生物学者は、カンブリア紀初期に起こったことは「爆発」ではなく、生物学的革新の「長いヒューズ」の発火であると提案しました。多様化の一連のパルスを主張する人もいます。
1つだけはっきりしているのは、門がすべて同時に出現したわけではないということです。たとえば、刺胞動物は、棘皮動物が登場する前に、クラスとして認識される系統にすでに分割されていました。 Nature Ecology and Evolution の 2019 年の論文として 人間と海の間よりも、これらの刺胞動物のクラスの間でより多くの相違があることを指摘しました - Scyphozoa (クラゲ)、Cubozoa (ボックスゼリー)、Anthozoa (イソギンチャク、サンゴ、ウミペン)、および非常に多様なHydrozoaを含みます - 人間と海の間よりも
一部の生物学者は、門や他の分類学的ランクの定義は、これらのグループがいつ進化したかにもっと厳密に基づくべきだと主張しています。もちろん、現在認識されている門にかなりの変更を加える必要があります。後で進化するグループをひとまとめにするか、刺胞動物のような古いクレードの下位ランクを門のランクに引き上げる必要があります.
門が進化のタイミングに基づいて定義されたとしても、進化過程のどの時点を使用するかを決定することは依然として恣意的で人為的です。 「一貫性を保ちたいのであれば」とジェンナーは言い、各ランクは進化の分裂に結び付けられ、姉妹グループのみを含む必要があります.しかし、ジェンナーによれば、それも非現実的です。海綿でないものはすべて 1 つの門に属することになるからです。 「それがいい考えだとは誰も言わないでしょう。」
形態学的分岐の程度や門間の分岐時間の範囲はさまざまであるにもかかわらず、多くの進化生物学者は、それらに独特の何かがあると確信しています。この考えは進化発生生物学に広く浸透しており、例えば、多くのグループが門の客観的な定義を見つけようとしています。 2016 自然 たとえば、研究者のグループは、その長い間求められていた決定的な特徴を発見したと主張しました.異なると推定される門に属する 10 匹の動物の発生トランスクリプトームを調べた後、彼らは、発生の途中にある固有のシグナル伝達経路を使用して門を客観的に定義できると結論付けました。
しかし、ヘイノルにとって、リンネのランクを定義する独自の特徴を探すことは「間違った進化論的思考」です。 Hejnol と彼の同僚は、その研究で使用された統計分析の欠陥を発見しただけでなく、より根本的な誤りも発見しました。それは、現在のパターンとそれらにつながったプロセスとの混同です。各系統は数億年にわたって独立して発達したため、門内の個々の種の間に顕著な違いが予想されます。しかし、系統が最初にどのように分かれたかについては、ほとんど何もわかりません.
また、遺伝的距離 (分岐する集団間の突然変異の違いの数) などの分子メトリクスに基づいてランク付けを行う場合、さらに多くの問題が発生する可能性があると de Queiroz 氏は述べています。遺伝子レベル。」
結局のところ、門を定義するための客観的で一貫した基準、または他のランクを定義するものはないようです。 「これまでのところ、門とは何かについての説明はすべてうまくいきませんでした」と Hejnol 氏は述べた。 「これは、私たちが互いに通信するときに使用できる、または使用し続けるべき科学的実体ではありません。」
無意味だが無用ではない
もちろん、ランク付けシステムは完全に主観的なものではありません。階層的な性質は、グループ内にいる限り、意味のある情報を提供します。 「カタツムリのクラスは、魚のクラスと意味のある比較をすることはできません。完全にリンゴとオレンジです」とジェンナーは言いました。 「ツリーのその 1 つのブランチのコンテキスト内でのみ意味があります。」
残念なことに、科学者たちは常にリンネのランクに基づいてリンゴとオレンジの比較を行っています。たとえば、属レベルでの分岐など、グループ間で大きく異なるランク レベルの特性について話す場合があります。 「節足動物はあらゆる門の中で最も多くの種を持っている」などの主張は、ランクが客観的に定義されていない場合、進化について実際には何も教えてくれません。生態学者が家族や目などを代理として使用して特定の地域の種の多様性を記述する場合、これはランクを多様性と混同するだけでなく、「動物や他の生物の真の生物多様性を発見することを妨げます」と Hejnol 氏は述べています。
分類学的ラベルは単なるラベルであり、名前には単位がありません。 「単位のないラベルには意味がありません」とジェンナーは言いました。 「この階層とこれらのクラスの観点から考え続けることは、心温まる美しい魅力ですが、余分な情報がなければ何の意味もありません。時代遅れです。」
ブリッグスは、多くの科学者と同様に、リンネのランク付けシステムには欠陥があり、エラーにつながる可能性があることを認めています.しかし、それをなくすには、生物学者は代替品を必要とするでしょう. 「それは、この分野の生物学者の共通語であるため、かなりの期間、ある種の場所を持ち続けると思います」と彼は言いました。
「私は、それらを完全に取り除くべきだと考える人ほど極端ではありません」と de Queiroz 氏は述べています。しかし、彼は伝統的なランク付けシステムを、生物学的意味よりもヒエラルキーにおける配置を強調する「奇妙で時代遅れの考え方」と見なしています。
彼と彼の同僚は、これらの問題を回避するための代替システムである PhyloCode を提案しました。現在、分類名はリンネの階層の特定のランクに関連付けられています。独自の家族として分類されているカブトムシの大規模なグループを考えてみましょう:さらなる調査により、それが本当に別の家族の枝と見なされるべきであることが示されている場合、元のカブトムシ グループを「格下げ」して名前を変更するか、2 番目の家族を必要とするかのいずれかです。より高い分類学的指定に「昇格」され、その中のすべてのカブトムシは、独自の新しい家族に再グループ化される必要があります。より多くの知識が分類学を混乱させました。代わりに、PhyloCode はクレードの名前を甲虫種間の進化的関係の系統発生学的記述に明示的に関連付けます (たとえば、「種 A、B、および C を含むことができる最小のクレード」)。その名前は、明らかになった新しい進化上のつながりを処理できるため、より安定し、永続的に意味のあるものになります.
リンネのシステムへの執着は、慣性によって大きく動かされているようです。ランクを捨てて、客観的な尺度で人生を定義することは大きな変化になるだろう、とデ・ケイロスは言い、誰もそれを行う準備ができていないようだ. 「代わりに、彼らは本当に意味のない方法でそれらを使い続けています。」
コリンズも、緊急性がないことを認めています。科学者は通常、生物がどのように進化したかについての議論を、生物の命名方法や分類方法に関する議論から切り離すことで、分類学的ランキングの問題を回避することができます。 「あなたが進化をしている時、あなたは進化をしている。システマティックスと分類学を行っている場合、それは別のことです」と彼は言いました。その分離はぎこちないかもしれませんが、「人生がぎこちないので、それはぎこちないです。」
しかし、de Queiroz は、時代が変わりつつあることを期待しています。彼と彼の同僚は、ほぼ 20 年前に系統発生に基づく命名システムを最初に提案しましたが、それ以来、それらの規則を PhyloCode として成文化し、Collins のような研究者にそれらを特定のクレードの命名に適用させることに多くの時間を費やしてきました。彼らが研究する動物。 de Queiroz 氏によると、その一連の作品は最終的に出版の準備が整っており、今後数年以内に出版される可能性が高いとのことです。
