Lajinrajaus juoksuhämähäkeillä (Lycosidae) DNA-viivakoodien ja ddRAD-sekvensoinnin valossa

Planeettamme asuttavat miljoonat eliölajit. Tätä diversiteettiä ymmärtävien ja sitä selvittävien lajiasiantuntijoiden, taksonomien, määrä on huomattavan vähäinen ja laskeva. Samaan aikaan tunnemme ja olemme nimenneet vain noin 20 % lajeista. Tämä tilannetta kutsutaan usein taksonomian kriisiksi.
Noin kaksikymmentä vuotta sitten joukko kanadalaisia tutkijoita esitti ajatuksen siitä, että lyhyitä dna-sekvenssejä, ns. dna-viivakoodeja, voitaisiin tehokkaasti käyttää lajien tunnistamiseen. Tämä johti nopeasti mittavan tietokannan, BOLDin (http://boldsystems.org/), kehittämiseen. Miljoonia dna-viivakoodisekvenssejä on kerätty tähän tietokantaan. Tunnistamisen lisäksi taksonomit pyrkivät käyttämään viivakoodien antamaa tietoa lajien rajaamiseen. Lajien rajaaminen on valtava haaste ottaen huomioon, että valtaosa lajeista kuuluu hyvin huonosti tutkittuihin eliöryhmiin.
Ajan saatossa kävi ilmi, että dna-viivakoodit toimivat useimmiten tehokkaasti, mutta poikkeuksia on myös löytynyt. Joissakin eläinten ja kasvien ryhmissä ennestään luotettaviksi uskotut lajirajaukset eivät olleetkaan yhteneväisiä dna-viivakoodien antaman kuvan kanssa. Näitä tapauksia on syytä tutkia tarkasti, jotta tutkijat ymmärtävät miten dna:ta voidaan käyttää oikein tuntemattomien lajien kuvaamisessa ja tunnistamisessa.
Väitöskirjatyössäni keskityin tutkimaan ongelmallisia lajiryhmiä, joita olimme havainneet juoksuhämähäkkien heimossa. Tutkin juoksuhämähäkkien dna:ta koko genomin tasolla ymmärtääkseni miksi perinteisin menetelmin määritellyt lajirajat olivat ristiriidassa dna-viivakoodien antamien lajirajojen kanssa. Tutkin myös voitaisiinko mittavaa genomista aineistoa käyttää tehokkaana menetelmänä määrittää lajien välisiä rajoja. Käyttämäni menetelmä on nimeltään “double digest restriction site associated DNA sequencing”, lyhyemmin ddRADseq. Sen avulla voidaan kerätä tuhansia genomialueita käsittävä aineisto tutkittavista yksilöistä, mikä taas mahdollistaa tutkittavan ryhmän evoluutiohistorian ja taksonomisten suhteiden perusteellisen ymmärtämisen.
Tutkimusaineistoni käsitti juoksuhämähäkkejä laajalta maantieteelliseltä alueelta, mukaan lukien Kanada, Yhdysvallat, Grönlanti, Färsaaret, Suomi, Ranska, Slovakia ja Venäjän Kaukoitä. Tulokseni tukevat sitä, että ristiriita dna-viivakoodien ja perinteisen lajijaottelun välillä johtuu jääkauden aikaisesta tai geenienvaihdosta lajien välillä pohjoisella pallonpuoliskolla. Tulokseni myös osoittavat, että ddRADseq-menetelmää voidaan pitää luotettavana lajirajojen määrittelyssä ja havainto voidaan yleistää koskemaan kaikkia lajiryhmiä. Tämä on tärkeää, koska se mahdollistaa vakioitujen lajinrajauskriteerien käytön eliöryhmien välillä ja näin ollen luo pohjaa nykyistä luotettavamman ja vakaamman eliöiden luokittelusysteemin rakentamiselle.