Hasil penelitian tersebut dapat ditemukan di jurnal Proceedings of the National Academy of Sciences. Sensus spesies terbesar dalam sejarah telah dilakukan, yang membuka perspektif baru bagi para ilmuwan.
Sekarang para peneliti mengetahui relatif banyak makhluk hidup yang "kompleks", tetapi penghuni dunia mikro masih kurang dipahami. Teknologi pengurutan DNA baru telah memungkinkan untuk memperkirakan jumlah total spesies yang hidup di planet ini dengan lebih akurat. Menurut temuan para ilmuwan, angka ini adalah satu triliun yang tidak terpikirkan! Jelasnya, ini hanya tiga kali lebih sedikit dari semua pohon yang tumbuh di planet ini (satu triliun lawan tiga). Makhluk hidup yang masuk dalam daftar tersebut hidup di permukaan, di perairan dalam samudra, jauh di bawah tanah, dan di udara.
Para ilmuwan menambahkan bahwa hingga saat ini, sekitar 0,001 persen dari jumlah total spesies makhluk hidup telah dideskripsikan. Sederhananya, kita praktis tidak tahu apa-apa tentang kehidupan di Bumi, atau lebih tepatnya, tentang bentuk terendahnya. Kesimpulan baru ditarik berdasarkan data yang dikumpulkan oleh penulis studi itu sendiri, dan berdasarkan karya ilmuwan lain.
Spesies biologis adalah unit struktural utama dari klasifikasi organisme hidup di Bumi. Ini menggambarkan sekelompok individu yang memiliki kesamaan morfologi, fisiologis, biokimia, perilaku, dan lain-lain. Organisme dari spesies yang sama dapat kawin silang, menghasilkan keturunan yang mampu berkembang biak - ini tidak mungkin terjadi di antara spesies yang berbeda. Di bawah pengaruh faktor evolusi, dalam lingkungan yang berubah, spesies dapat terpisah.
Dasar-dasar sistematika spesies organisme hidup diusulkan oleh ilmuwan Swedia Carl Linnaeus pada pertengahan abad ke-18. Sejak itu, lebih dari satu juta spesies berbeda telah ditemukan dan dipelajari.
Hewan
Hewan adalah sekelompok organisme yang membentuk kerajaan biologis. Mereka adalah eukariota, yaitu sel mereka berasal dari inti. Hewan bersifat heterotrofik (melepaskan energi dari senyawa organik), kemampuan bergerak secara aktif. Dalam bahasa sehari-hari, hewan sering disebut vertebrata darat, tetapi dari sudut pandang sains, ini adalah kombinasi dari banyak kelas: ikan, serangga, burung, bintang laut, cacing, arakhnida, dan lainnya.
Jumlah spesies hewan
Tidak hanya tepatnya, tetapi bahkan perkiraan jumlah spesies organisme hidup yang hidup di Bumi tidak diketahui. Beberapa ahli biologi berbicara tentang celah kecil dalam taksonomi makhluk hidup, yang hanya dapat diisi ulang dengan beberapa ratus ribu spesies lagi, yang lain berpendapat bahwa jutaan spesies berbeda yang hidup di tempat yang paling tidak dapat diakses manusia tetap tidak diketahui dan tidak dapat dijelaskan. Angka terbesar yang diberikan oleh para peneliti adalah 8,7 juta.
Sejauh ini, sekitar 1,7 juta spesies telah dideskripsikan, hewan merupakan mayoritas dari mereka: tumbuhan, jamur, dan kerajaan lain berjumlah sekitar seratus ribu spesies. Jadi, sekitar 5,5 ribu mamalia, 10,1 ribu burung, 9,4 ribu reptil, 6,8 amfibi, 102 ribu arakhnida telah dipelajari. Kelompok yang paling banyak adalah serangga - jumlahnya sekitar satu juta.
Diasumsikan bahwa di antara spesies yang masih belum dijelajahi, serangga merupakan bagian terbesar - sekitar sepuluh juta.
Terlepas dari perkembangan biologi, masih cukup sulit untuk mempelajari dan menemukan spesies baru. Jika rekrutan besar tidak diharapkan di antara mamalia besar, maka hewan yang lebih kecil lebih sulit dipelajari. Meski para ilmuwan masih menemukan beberapa lusin spesies mamalia baru setiap tahun. Burung juga dipelajari dengan cukup baik: mudah ditemukan dan menyenangkan untuk ditonton.
Ada situasi ketika ahli biologi menemukan perwakilan hidup dari spesies yang dianggap sudah lama mati. Jadi, sains belum menjawab pertanyaan tentang jumlah pasti spesies hewan.
Hasil kerja hampir tiga ratus tahun ahli taksonomi - ahli zoologi, ahli botani, ahli mikrobiologi - lebih dari satu juta spesies makhluk hidup yang menghuni Bumi ditemukan dan dijelaskan. Penemuan spesies baru tidak berhenti, setiap tahun ahli taksonomi mendeskripsikan puluhan dan ratusan spesies baru. Bagaimana memperkirakan berapa spesies yang belum ditemukan? Metode perhitungan yang berbeda memberikan hasil yang sangat berbeda. Salah satu cara yang mungkin untuk memecahkan masalah ini adalah analisis keanekaragaman taksonomi pada berbagai tingkat klasifikasi hierarki makhluk hidup.
Berapa banyak spesies hewan, tumbuhan, jamur, dan mikroorganisme yang hidup bersama kita di Bumi? Pertanyaannya tampak sederhana, tetapi tidak ada jawaban pasti untuk itu. Setiap tahun, ahli taksonomi mendeskripsikan spesies baru yang sebelumnya tidak dikenal tidak hanya dari protozoa atau serangga, tetapi juga vertebrata: amfibi, reptil, ikan, dan terkadang mamalia. Semua ahli sepakat bahwa jumlah spesies yang belum diketahui, belum ditemukan dan belum dideskripsikan melebihi jumlah spesies yang diketahui. Angka yang diterima saat ini - sekitar 1,2 juta spesies yang diketahui sains - hanyalah sebagian dari keragaman nyata kehidupan di planet ini. Masalahnya adalah untuk menentukan berapa banyak spesies yang belum ditemukan.
Upaya lain untuk menjawab pertanyaan ini dilakukan oleh kelompok peneliti internasional (Mora et al., 2011). Lain - karena dari waktu ke waktu para ahli yang berbeda menawarkan penilaian mereka sendiri tentang keanekaragaman spesies di Bumi. Perkiraan ini berbeda dalam dua urutan besarnya - dari 3 hingga 100 juta spesies, tergantung pada metode penghitungan: karena tidak mungkin untuk menghitung semua spesies secara langsung, yang sebagian besar belum ditemukan, satu-satunya cara yang tersisa adalah menemukan semacam aturan yang memungkinkan Anda beralih dari spesies nomor yang diketahui ke umum.
Upaya untuk menemukan pola universal untuk semua makhluk hidup atau untuk kelompok taksonomi individu telah dilakukan berulang kali. Ketergantungan paling sederhana "jumlah spesies - luas" secara memuaskan hanya bekerja di biotop homogen, tetapi tidak memperhitungkan sifat mosaiknya. Perkiraan tingkat kenaikan spesies baru pada saat deskripsi memungkinkan untuk menilai jumlah spesies yang terbatas untuk taksa kecil yang dipelajari dengan baik; dalam kelompok yang dipelajari dengan buruk, jumlah deskripsi taksonomi tidak berkurang seiring waktu, dan grafiknya menjadi tak terbatas. Ada upaya untuk menggunakan ketergantungan berdasarkan pengamatan pribadi, misalnya rasio jumlah kumbang dengan jumlah pohon di hutan tropis (5: 1), rasio jumlah spesies yang diketahui dengan jumlah yang baru ditemukan di area lokal, dll. Namun, pola tertentu, dengan ekstrapolasi ke kelompok organisme lain atau area lain menyebabkan kesalahan besar. Aturan yang berlaku untuk beberapa kelompok organisme tidak selalu cocok untuk yang lain. Dari sinilah pencar dalam perkiraan berasal.
Untuk mencari keteraturan yang lebih universal, penulis artikel yang sedang dibahas beralih ke rasio keragaman taksa dalam hierarki mereka. Diasumsikan bahwa pada kumpulan data yang besar perbandingan jumlah taksa dalam deret “tipe – kelas – ordo – famili – genus – spesies” kurang lebih konstan. Harus dikatakan bahwa pendekatan itu sendiri bukanlah hal baru: pada tahun 1976, A.N. Golikov memperhatikan bahwa untuk beberapa kelompok organisme yang sangat berbeda (ciliata, moluska, mamalia) dalam koordinat semilogaritmik, hubungan antara peringkat takson dan keragaman adalah linier, dan lereng garis lurus dekat untuk berbagai kelompok organisme. Richard Warwick mengusulkan indeks kuantitatif berdasarkan rasio jumlah taksa dari peringkat yang berbeda (indeks perbedaan taksonomi) dan menggunakannya untuk mengidentifikasi kemungkinan sumber asal fauna lokal dari danau hipersalin (Clark dan Warwick, 1998, 1999; Warwick et al ., 2002 ).
Untuk menilai total keanekaragaman spesies di planet ini, rasio jumlah taksa dari peringkat yang berbeda dapat digunakan jika asumsi benar bahwa semua atau hampir semua taksa dari peringkat yang lebih tinggi telah dihitung, dan hanya jumlah spesies yang tidak diketahui. . Para penulis menguji asumsi ini menggunakan dua kumpulan data, Katalog Kehidupan dan Daftar Spesies Laut Dunia. Yang pertama berisi sekitar 1,24 juta spesies laut dan darat, yang kedua - hanya 194 ribu organisme laut, sebagian besar disebutkan dalam katalog pertama.
Karena tanggal deskripsinya diketahui untuk setiap takson dari filum hingga spesies, mudah untuk membangun ketergantungan "jumlah kumulatif taksa - waktu" dan, dengan menggunakan berbagai metode perkiraan, temukan batas kecenderungan jumlah ini. Seperti dapat dilihat dari gambar. 2, A–F, di kerajaan hewan, grafik untuk taksa yang lebih tinggi (dari filum hingga famili) mendekati saturasi, dan dengan mengekstrapolasinya, seseorang dapat menemukan limit fungsinya - jumlah total taksa yang diharapkan dari suatu taksa tertentu pangkat. Ini tidak hanya berlaku untuk spesies - grafik akumulasi jumlah spesies selama satu setengah abad terakhir diarahkan secara linier hingga tak terbatas.
Untuk mengetahui batasan jumlah spesies, penulis menghitung hubungan antara jumlah taksa dengan peringkat tertinggi dan jumlah spesies. Model pendekatan yang berbeda untuk taksa data yang lebih tinggi memberikan hasil yang sedikit berbeda, sehingga penulis mengambil rata-rata dari hasil yang diperoleh dan memperoleh keluarga garis yang bertepatan agak dekat satu sama lain (Gbr. 1, G). Lima poin pertama pada grafik adalah batas fungsi yang menggambarkan peningkatan jumlah taksa dari waktu ke waktu, dan poin keenam adalah perkiraan jumlah spesies hewan di planet ini.
Data menarik diberikan dalam materi tambahan pada artikel yang sedang dibahas. Oleh karena itu, metode yang diusulkan memberikan hasil yang memuaskan untuk eukariota (terbaik untuk dunia hewan, terburuk untuk protozoa), tetapi sama sekali tidak dapat diterapkan untuk prokariota, di mana kurva akumulasi taksa yang lebih tinggi sangat jauh dari kejenuhan.
Para penulis memperkirakan keragaman eukariota di planet ini sebanyak 8,74 (±1,3) juta spesies. Dari jumlah tersebut, sekitar 7,7 juta hewan, 298.000 tumbuhan, 611.000 jamur, dan 36.400 protozoa (Gbr. 3). Jadi, hari ini kita mengetahui "dengan melihat" sekitar 14% spesies yang hidup di Bumi. Fauna eukariotik Samudra telah dipelajari oleh 9%.
Sebagai seorang anak, setelah menonton film "The Lost World", saya mulai bermimpi bahwa pulau terlantar dengan dinosaurus hidup akan ditemukan di planet kita. Tapi, sayangnya, atau mungkin untungnya, ini tidak terjadi. Bagaimanapun, milik kita flora dan fauna modern sangat berbeda dengan keadaan prasejarah biosfer bahwa tidak diketahui konsekuensi apa yang akan ditimbulkan oleh penemuan ini. Mengapa komposisi dan jumlah organisme hidup berubah seiring waktu?
Kondisi alam mempengaruhi kelimpahan, kepunahan dan kemunculan organisme
Spesies biologis apa pun dapat menghilang di bawah pengaruh:
- proses tektonik (gunung berapi, gempa bumi);
- perubahan iklim;
- peningkatan jumlah predator atau pesaing.
Misalnya, satu versi Kepunahan dinosaurus adalah letusan gunung berapi yang masif, yang menyebabkan terbentuknya awan abu yang menghalangi sinar matahari. Beberapa individu mati langsung karena lahar, sementara yang lain membeku karena pendinginan iklim. Selain itu, dinosaurus memiliki "kecerdasan" yang rendah, oleh karena itu, mungkin, dalam kondisi yang keras seperti itu, lebih banyak hewan "cerdas" yang selamat dari mereka.
Spesies baru bermunculan proses evolusi mewariskan sifat-sifat yang paling berguna dari generasi ke generasi. Misalnya, menggendong bayi di dalam tubuh, bukan di dalam telur, dan memberi mereka susu berkontribusi pada kelangsungan hidup yang lebih baik. Kualitas-kualitas ini berkontribusi pada munculnya kelas mamalia.
Ukuran populasi bervariasi tergantung pada iklim, suplai makanan dan jumlah predator. Itu bisa meningkat atau menurun.
Bagaimana aktivitas manusia mempengaruhi jumlah organisme hidup
Predator paling mengerikan di Bumi adalah orang yang berakal sehat. Melalui kesalahan pemburu liar banyak spesies hewan menghilang, dan "berkat" kegiatan bisnis yang salah- tanaman. Terkadang seseorang dengan sengaja menghancurkan hama seperti tikus dan mencit.
Tetapi kebetulan seseorang mendorong pertumbuhan populasi organisme. Misalnya, saat bercocok tanam atau membiakkan hewan, ahli agronomi dan peternak mengambil langkah untuk menambah jumlahnya.
Spesialis dari proyek terbesar untuk mempelajari Sensus Kehidupan Laut Dunia - "Sensus Kehidupan Laut" - menerbitkan data terbaru tentang perhitungan jumlah spesies organisme hidup di Bumi. Perhitungan paling akurat menunjukkan hal itu
6,6 juta spesies hidup di darat dan 2,2 juta lainnya membajak kedalaman laut.
“Pertanyaan tentang berapa banyak spesies organisme hidup yang ada di Bumi telah menjadi perhatian para ilmuwan selama berabad-abad. Kami menjawabnya berdasarkan data distribusi dan distribusi spesies, yang sangat penting sekarang karena aktivitas manusia telah meningkatkan laju kepunahan spesies secara signifikan. Banyak dari mereka menghilang dari muka bumi bahkan sebelum kita tahu tentang keberadaan mereka, tempat dalam rantai makanan dan manfaat potensial yang mereka bawa ke alam dan manusia, ”kata Camilo Mora, penulis utama karya dari University of Hawaii. (AS) dan Universitas Halifax (Kanada).
Perkiraan sebelumnya tentang "populasi" Bumi jauh lebih kabur:
angka diberikan baik dalam 3 juta dan dalam 100 juta spesies.
Namun, menyempitnya interval tidak berarti bahwa segala sesuatu di Bumi sudah diketahui. 86% penghuni daratan dan 91% penghuni lautan belum ditemukan, dideskripsikan, dan dikatalogkan.
“Pekerjaan ini mengurangi jumlah spesies paling umum yang perlu diketahui untuk mendeskripsikan biosfer kita. Jika kita tidak tahu (setidaknya dalam urutan besarnya) jumlah orang di suatu negara, bagaimana kita bisa merencanakan masa depan? Hal yang sama berlaku untuk keanekaragaman hayati. Kemanusiaan telah berkomitmen untuk melindungi spesies dari kepunahan, tetapi sampai sekarang kami tidak tahu berapa banyak dari spesies ini yang ada,” kata Boris Worm, salah satu penulis karya tersebut.
Buku Merah internasional sekarang mencakup 59.508 spesies, 19.625 di antaranya diklasifikasikan sebagai terancam punah. Artinya, dokumen paling rinci tentang perlindungan spesies di Bumi hanya mencakup 1% dari total "populasi".
Bagaimana para ilmuwan berhasil menghitung spesies yang belum ditemukan? Untuk melakukan ini, mereka harus mengumpulkan semua prinsip taksonomi - ilmu klasifikasi. Pada 1758, ilmuwan Swedia Carl Linnaeus menciptakan sistem klasifikasi yang sekarang menyandang namanya dan membantu para ilmuwan mengelompokkan spesies. Hari ini, 253 tahun kemudian, sekitar satu juta spesies darat dan 250.000 spesies laut telah dideskripsikan dan dikatalogkan.
Profesor Mora dan rekan-rekannya menghitung jumlah spesies secara tepat berdasarkan taksonomi.
Mereka mempelajari struktur numerik taksa, yang membentuk struktur hierarki seperti piramida, menyempit dari spesies, genera, dan famili menjadi subkerajaan dan kerajaan.
Dengan mengkategorikan 1,2 juta spesies yang dikenal saat ini, para peneliti menemukan hubungan numerik yang signifikan antara tingkat taksonomi yang paling lengkap dan jumlah total spesies. Dengan menggunakan metode yang dikembangkan, para ilmuwan secara mandiri menghitung jumlah spesies dalam kelompok yang paling banyak dipelajari - mamalia, ikan, dan burung. Data yang diperoleh mengkonfirmasi keandalan metode ini.
Menerapkan pendekatan ini untuk semua eukariota (organisme yang mengandung nukleus yang terbentuk dalam sel), para ilmuwan memperoleh nomor berikut untuk kelompok utama mereka:
- 7,77 juta spesies hewan (953434 dijelaskan dan dikatalogkan);
- 298 ribu spesies tumbuhan (215644 dijelaskan dan dikatalogkan);
- 611 ribu spesies jamur (dijelaskan dan dikatalogkan 43271);
- 36,4 ribu spesies hewan bersel tunggal (8118 dijelaskan dan dikatalogkan).