Resultatene av studien finnes i tidsskriftet Proceedings of the National Academy of Sciences. Den største artstellingen i historien har blitt gjennomført, noe som åpner for nye perspektiver for forskere.
Nå kjenner forskere relativt mange "komplekse" levende vesener, men innbyggerne i mikroverdenen er fortsatt dårlig forstått. Nye DNA-sekvenseringsteknologier har gjort det mulig å mer nøyaktig estimere det totale antallet arter som lever på planeten. I følge forskere er dette tallet en utrolig trillion! For å være tydelig er dette bare tre ganger mindre enn alle trærne som vokser på planeten (en billion mot tre). De levende skapningene som er inkludert på listen lever på overflaten, i det dype vannet i havet, dypt under jorden og i luften.
Forskere legger til at til dags dato er omtrent 0,001 prosent av det totale antallet arter av levende vesener beskrevet. Enkelt sagt, vi vet praktisk talt ingenting om livet på jorden, eller rettere sagt, om dets laveste former. Nye konklusjoner ble trukket både fra data samlet inn av studieforfatterne selv og fra arbeidet til andre forskere.
Biologiske arter er den grunnleggende strukturelle enheten for klassifisering av levende organismer på jorden. Den beskriver en gruppe individer som har felles morfologiske, fysiologiske, biokjemiske, atferdsmessige og andre egenskaper. Organismer av samme art er i stand til å krysse seg med hverandre, og produsere avkom som er i stand til å formere seg; dette er umulig mellom forskjellige arter. Under påvirkning av evolusjonære faktorer og skiftende miljøer kan arter skille seg.
Det grunnleggende om artstaksonomien for levende organismer ble foreslått av den svenske vitenskapsmannen Carl Linnaeus på midten av 1700-tallet. Siden den gang har mer enn millioner av forskjellige arter blitt funnet og studert.
Dyr
Dyr er en gruppe organismer som utgjør det biologiske riket. De er eukaryoter, noe som betyr at cellene deres er laget av kjerner. Dyr er heterotrofe (produserer energi fra organiske forbindelser), i stand til aktiv bevegelse. I dagligtale kalles dyr ofte terrestriske virveldyr, men fra et vitenskapelig synspunkt er de en samling av mange klasser: fisk, insekter, fugler, sjøstjerner, ormer, edderkoppdyr og andre.
Antall dyrearter
Ikke bare det nøyaktige, men til og med det omtrentlige antallet arter av levende organismer som lever på jorden er ukjent. Noen biologer snakker om små hull i taksonomien til levende vesener, som bare kan fylles på med flere hundre tusen arter, andre hevder at millioner av forskjellige arter som lever på de mest utilgjengelige stedene for mennesker forblir ukjente og ubeskrevne. Det høyeste tallet som er sitert av forskere er 8,7 millioner.
Så langt er rundt 1,7 millioner arter beskrevet, dyr utgjør majoriteten av dem: planter, sopp og andre riker står for rundt hundre tusen arter. Dermed ble rundt 5,5 tusen pattedyr, 10,1 tusen fugler, 9,4 tusen krypdyr, 6,8 amfibier, 102 tusen edderkoppdyr studert. Den største gruppen er fortsatt insekter - det er omtrent en million av dem.
Det antas at blant artene som ennå ikke er studert, utgjør insekter den største delen - omtrent ti millioner.
Til tross for fremskritt innen biologi, er det fortsatt ganske vanskelig å studere og finne nye arter. Mens store pattedyr ikke forventes å bli etterfylt, er mindre dyr vanskeligere å studere. Selv om forskere fortsatt finner flere dusin nye arter av pattedyr hvert år. Fugler er også ganske godt studert: de er enkle å finne og hyggelige å se på.
Det er situasjoner når biologer oppdager levende representanter for arter som lenge ble ansett som døde. Dermed har vitenskapen ennå ikke svart på spørsmålet om det nøyaktige antallet dyrearter.
Resultatet av nesten tre hundre års arbeid utført av taksonomer - zoologer, botanikere, mikrobiologer - er mer enn en million funnet og beskrevet arter av levende skapninger som bor på jorden. Funn av nye arter stopper ikke; hvert år beskriver taksonomer titalls og hundrevis av nye arter. Hvordan anslå hvor mange arter som ennå ikke er funnet? Ulike beregningsmetoder gir svært forskjellige resultater. En av de mulige måtene å løse dette problemet på er å analysere taksonomisk mangfold på ulike nivåer av den hierarkiske klassifiseringen av levende ting.
Hvor mange arter av dyr, planter, sopp og mikroorganismer lever med oss på jorden? Spørsmålet virker enkelt, men det finnes ikke noe eksakt svar på det. Hvert år beskriver taksonomer nye, tidligere ukjente arter av ikke bare protozoer eller insekter, men også virveldyr: amfibier, krypdyr, fisk og noen ganger pattedyr. Alle eksperter er enige om at antallet arter som ennå ikke er kjent, ikke funnet og ikke beskrevet overstiger antallet kjente arter. Det for tiden aksepterte tallet på rundt 1,2 millioner arter kjent for vitenskapen er bare en brøkdel av det faktiske mangfoldet av liv på planeten. Problemet er å avgjøre hvor mange arter som ennå ikke er funnet.
Et annet forsøk på å svare på dette spørsmålet ble gjort av en internasjonal gruppe forskere (Mora et al., 2011). Den neste - fordi fra tid til annen tilbyr forskjellige eksperter sine vurderinger av artsmangfoldet på jorden. Disse estimatene varierer med to størrelsesordener - fra 3 til 100 millioner arter, avhengig av tellemetoden: siden det er umulig å direkte telle alle artene, hvorav de fleste ennå ikke er oppdaget, gjenstår den eneste måten å finne noen. en type regel som lar deg gå fra en kjent antall arter til den generelle.
Forsøk på å oppdage universelle mønstre for alle levende ting eller for individuelle taksonomiske grupper har blitt gjort gjentatte ganger. Det enkleste forholdet "antall arter - område" fungerer tilfredsstillende bare i homogene biotoper, men tar ikke hensyn til deres mosaikknatur. Estimering av økningstakten for nye arter basert på beskrivelsestidspunktet gjør det mulig å bedømme maksimalt antall arter for små, ganske godt studerte taxa; i dårlig studerte grupper reduseres ikke antallet taksonomiske beskrivelser over tid, og grafen går til uendelig. Det har vært forsøk på å bruke avhengigheter basert på private observasjoner, for eksempel på forholdet mellom antall biller og antall trær i en tropisk skog (5:1), på forholdet mellom antall kjente arter og antall av nye funnet i et lokalområde osv. Men private mønstre, når ekstrapolering til andre organismegrupper eller andre regioner fører til store feil. Reglene som gjelder for noen grupper av organismer er ikke alltid egnet for andre. Det er her spredningen i estimater oppstår.
På jakt etter et mer universelt mønster, vendte forfatterne av artikkelen under diskusjon seg til forholdet mellom mangfoldet av taxa i deres hierarki. Det antas at i store datasett er forholdet mellom antall taxa i serien "fylum - klasse - rekkefølge - familie - slekt - arter" mer eller mindre konstant. Det må sies at selve tilnærmingen ikke er ny: tilbake i 1976 la A. N. Golikov merke til at for flere svært forskjellige grupper av organismer (ciliater, bløtdyr, pattedyr) i semi-logaritmiske koordinater er forholdet mellom rangen til et takson og mangfoldet. lineær, og helningsvinklene til de rette linjene er nære for ulike grupper av organismer. Richard Warwick foreslo en kvantitativ indeks basert på forholdet mellom antall taxaer av forskjellige ranger (taksonomisk distinkthetsindeks) og brukte den til å identifisere mulige opprinnelseskilder til lokale faunaer av hyperhaline innsjøer (Clark og Warwick, 1998, 1999; Warwick et al. ., 2002).
For å vurdere planetens fullstendige artsmangfold, kan forholdet mellom antall taxaer av forskjellige ranger brukes hvis antakelsen er riktig at alle eller nesten alle taxaer av høyere ranger allerede er talt, og bare antall arter er ukjent . Forfatterne testet denne antagelsen ved å bruke to datasett - Catalog of Life og The World's Register of Marine Species. Den første av dem inneholder rundt 1,24 millioner marine og terrestriske arter, den andre - 194 tusen bare marine organismer, hvorav de fleste ble nevnt i den første katalogen.
Siden datoen for beskrivelsen er kjent for hvert takson fra filum til art, er det lett å konstruere forholdet "akkumulert antall taxa - tid" og, ved hjelp av forskjellige metoder for tilnærming, finne grensen som dette antallet har en tendens til. Som det fremgår av fig. 2, A–F, i dyreriket er grafene for høyere taxa (fra phyla til familier) nær metning, og ved å ekstrapolere dem kan man finne grensen for funksjonen - det forventede totale antallet taxa for en gitt rang. Dette fungerer ikke bare for arter - grafen over det akkumulerte antallet arter for det siste og et halvt århundre har blitt lineært rettet mot det uendelige.
For å finne en grense for antall arter, beregnet forfatterne forholdet mellom antall høyere rangerte taxa og antall arter. Ulike tilpasningsmodeller for de høyere taxaene til dataene gir litt forskjellige resultater, så forfatterne tok gjennomsnittet av de oppnådde resultatene og fikk en familie av avstamninger som falt ganske tett sammen (fig. 1, G). De første fem punktene på grafen er grensene for funksjoner som beskriver økningen i antall taxa over tid, og det sjette punktet er forventet antall dyrearter på planeten.
Interessante data er gitt i tilleggsmateriale til artikkelen under diskusjon. Det følger av dem at den foreslåtte metoden gir tilfredsstillende resultater for eukaryoter (best for dyreriket, verst av alt for protozoer), men er absolutt uanvendelig for prokaryoter, der akkumuleringskurvene til høyere taxa er veldig langt fra metning.
Forfatterne estimerte mangfoldet av eukaryoter på planeten til 8,74 (±1,3) millioner arter. Av disse er om lag 7,7 millioner dyr, 298 000 planter, 611 000 sopp og 36 400 protozoer (fig. 3). I dag kjenner vi altså til omtrent 14 % av artene som lever på jorden. Faunaen til eukaryoter i havet har blitt studert til 9%.
Som barn, etter å ha sett filmen "The Lost World", begynte jeg å drømme om at en forlatt øy med levende dinosaurer ville bli funnet på planeten vår. Men, dessverre, eller kanskje heldigvis, skjedde ikke dette. Tross alt, vår moderne flora og fauna er så forskjellig fra den forhistoriske staten biosfæren, at det er ukjent hvilke konsekvenser dette funnet vil få. Hvorfor endres sammensetningen og antallet levende organismer over tid?
Naturlige forhold som påvirker antall, forsvinning og fremvekst av organismer
Enhver biologisk art kan forsvinne under påvirkning av:
- tektoniske prosesser (vulkaner, jordskjelv);
- Klima forandringer;
- økning i antall rovdyr eller konkurrenter.
For eksempel en av versjonene Dinosaurutryddelser er massive vulkanutbrudd, som førte til fremveksten av en sky av aske som ikke overførte solens stråler. Noen individer døde direkte av lavaen, mens andre rett og slett frøs på grunn av det kaldere klimaet. I tillegg hadde dinosaurene lav "intelligens", så kanskje mer "kyndige" dyr overlevde under så tøffe forhold.
Nye arter dukker opp evolusjonsprosess, og overfører de mest nyttige egenskapene fra generasjon til generasjon. For eksempel fremmer det bedre overlevelse å bære babyer internt i stedet for i egg og gi dem melk. Disse egenskapene bidro til fremveksten av pattedyrklassen.
Befolkningsstørrelsen varierer avhengig av klima, mattilgang og antall rovdyr. Den kan enten øke eller redusere.
Hvordan menneskelig aktivitet påvirker antall levende organismer
Det mest forferdelige rovdyret på jorden er Homo sapiens. Gjennom skyld krypskyttere mange dyrearter forsvant, og "takk til" lite gjennomtenkt økonomisk aktivitet- planter. Noen ganger en person målrettet ødelegger skadedyr f.eks rotter og mus.
Men det hender at en person fremmer vekst populasjoner av organismer. For eksempel, når de dyrker avlinger eller avler dyr, tar agronomer og oppdrettere tiltak for å øke antallet.
Spesialister fra det største prosjektet for å studere verdenshavet, Census of Marine Life - "Census of Marine Life" - har publisert de siste dataene om antall arter av levende organismer på jorden. De mest nøyaktige beregningene viste det
6,6 millioner arter lever på land og ytterligere 2,2 millioner streifer rundt i havdypet.
"Spørsmålet om hvor mange arter av levende organismer som finnes på jorden har interessert forskere i århundrer. Vi svarte på det basert på data om utbredelse og distribusjon av arter, noe som er spesielt viktig nå som menneskelig aktivitet har økt utryddelseshastigheten av arter betydelig. Mange av dem forsvinner fra jordens overflate selv før vi vet om deres eksistens, plass i næringskjedene og de potensielle fordelene de bringer til naturen og mennesker, sier Camilo Mora, hovedforfatter av verket fra University of Hawaii (USA). ) og University Halifax (Canada).
Tidligere estimater av jordens "befolkning" var mye mer vage:
Det ble gitt tall for både 3 millioner og 100 millioner arter.
Innsnevring av intervallet betyr imidlertid ikke at alt på jorden allerede er kjent. 86 % av innbyggerne på land og 91 % av innbyggerne i havet har ennå ikke blitt oppdaget, beskrevet og katalogisert.
"Dette arbeidet reduserer det totale antallet arter som må være kjent for å beskrive biosfæren vår. Hvis vi ikke vet (i hvert fall i størrelsesorden) antall mennesker i et land, hvordan kan vi legge planer for fremtiden? Det er det samme med biologisk mangfold. Menneskeheten har forpliktet seg til å beskytte arter mot utryddelse, men til nå visste vi ikke hvor mange av disse artene det finnes, sier medforfatter av arbeidet Boris Warm.
Den internasjonale røde boken inkluderer for tiden 59 508 arter, hvorav 19 625 er klassifisert som truet. Dette betyr at det mest detaljerte artsbeskyttelsesdokumentet på jorden kun dekker 1 % av den totale "populasjonen".
Hvordan klarte forskerne å telle uoppdagede arter? For å gjøre dette måtte de samle alle prinsippene for taksonomi - vitenskapen om klassifisering. I 1758 opprettet den svenske forskeren Carl Linnaeus klassifiseringssystemet som nå bærer navnet hans og hjelper forskere med å gruppere arter. I dag, 253 år senere, er rundt en million land og 250 tusen marine arter beskrevet og katalogisert.
Professor Mora og hans kolleger beregnet det totale antallet arter basert spesifikt på taksonomi.
De studerte den numeriske strukturen til taxa, som danner en pyramidelignende hierarkisk struktur, innsnevring fra arter, slekter og familier til underriker og riker.
Etter å ha sortert de 1,2 millioner artene som er kjent i dag i hierarkinivåer, fant forskerne et pålitelig numerisk forhold mellom de mest befolkede taksonomiske nivåene og det totale antallet arter. Ved å bruke den utviklede metoden beregnet forskere uavhengig antall arter i de mest studerte gruppene - pattedyr, fisk og fugler. Dataene som ble oppnådd bekreftet påliteligheten til metoden.
Ved å bruke denne tilnærmingen på alle eukaryoter (organismer som inneholder en dannet kjerne i cellene deres), oppnådde forskerne følgende tall for hovedgruppene deres:
— 7,77 millioner dyrearter (953 434 beskrevet og katalogisert);
— 298 tusen plantearter (215 644 beskrevet og katalogisert);
— 611 tusen arter av sopp (43 271 beskrevet og katalogisert);
— 36,4 tusen arter av encellede dyr (8118 beskrevet og katalogisert).