Spasí taxonomii využití „čárového kódu“ DNA?

Taxonomie zažívá krizi. Některé zkušenosti je nutno předávat osobně, a tak má každá skupina jen pár „svých“ taxonomů, schopných spolehlivě rozeznat její druhy. Ti ale často určují materiál jiným, což jim zabírá cenný čas, který by mohli věnovat skutečné taxonomii. Řešení nabízí metoda – DNA barcoding – založená na určování druhů s využitím sekvence DNA.

Barcode (angl. čárový kód) je takový úsek DNA, v jehož sekvenci se druhy zkoumaného taxonu od sebe liší co nejvíce, a jedinci druhu mezi sebou naopak co nejméně. „Čárový kód“ musí být poměrně krátký, aby jeho analýza byla rychlá a levná. Když jej najdeme, můžeme od sebe odlišit druhy zkoumaného taxonu pomocí jedné krátké sekvence. „Čtečkou“ kódu charakterizujícího jednotlivé druhy je automatický sekvenátor a cena jednoho „přečtení“ se v současné době pohybuje v řádu několika dolarů. Pokud máme k dispozici spolehlivý „čárový kód“, nic nám nebrání získat jeho sekvence z co největšího počtu druhů daného taxonu a vytvořit si jejich databázi. Vzorek neznámého organizmu potom podle jeho sekvence snadno určíme. Ukázalo se, že nejlepší „čárový kód“ pro živočichy je část mitochondriálního genu COI¹⁾ dlouhá asi 650 párů bazí.

V roce 2004 se jednotlivá pracoviště zabývající se využitím „čárového kódu“ DNA (jejich počet již přesáhl 150) spojila v konsorcium,²⁾ jehož cílem je sestavit databázi sekvencí COI od co největšího počtu živočichů. Nyní jsou k dispozici sekvence 30 000 druhů a odhaduje se, že na konci roku 2009 jich už bude více než 100 000. Dalším cílem je splnit sen taxonomů a vyvinout miniaturní přenosný sekvenátor. Představa je taková, že biolog budoucnosti půjde do terénu vybaven krabičkou velikosti GPS, která do několika minut po vložení vzorku organizmu osekvencuje jeho gen COI, spojí se přes satelit s databází a určí, o který druh jde. Toto skvělé zařízení patří zatím do říše scifi, nezapomínejme však na nynější trend zmenšování a zrychlování sekvenátorů.

V praxi je „čárový kód“ DNA využíván například k určování škůdců plodin, organizmů v ekologických studiích (půdní hlístice, perloočky apod.), potravy v žaludku (zde se zpravidla nezachovávají klasické morfologické znaky), dokonce i fosilií (ptáci moa). Lze pomocí něj odlišit některé kryptické druhy (ty, které jsou na základě klasických morfologických znaků obtížně rozlišitelné) a je možno ho použít při odhadu druhové diverzity taxonu na určitém území.

Proti univerzálnímu použití „čárového kódu“

DNA se ovšem ohradila řada odborníků a na stránkách předních biologických časopisů se rozhořela vášnivá debata. V řadě případů je totiž využití tohoto úseku DNA sporné. Vysloveny byly i obavy, že odčerpá grantové prostředky, které by jinak byly poskytnuty klasické taxonomii, a tím ji zničí. V jednom se většina propagátorů i kritiků této metody shoduje. Taxonomové by se jí neměli bát ani v ní spatřovat metodu, která vyřeší všechno. Díky ní nebude v budoucnu třeba pokaždé přivolávat specializovaného taxonoma. To ovšem neznamená, že by taxonomové měli přijít o práci, pouze jim ubude část nudného určování již známých druhů.

Na závěr jeden případ, kdy použití „čárového kódu“ DNA zachránilo lidské životy. Poté, co se v Chicagu přiotrávili dva lidé rybí konzervou, vyvstala otázka, zda byla konzerva zkažená, nebo zda v ní snad nebyl deklarovaný mořský ďas, ale něco jiného.³⁾ Je jasné, že určit rybu podle masa je velmi obtížné. Řešení nabídl právě „čárový kód“. Sekvence COI získaná z konzervy byla srovnána s rozsáhlou databází rybích COI a zjistilo se, že ve skutečnosti šlo o velmi jedovatou rybu fugu. Produkt byl okamžitě stažen z trhu, a tím se předešlo dalším otravám.