Rezultatele studiului pot fi găsite în revista Proceedings of the National Academy of Sciences. A fost efectuat cel mai mare recensământ al speciilor din istorie, ceea ce deschide noi perspective pentru oamenii de știință.
Acum cercetătorii cunosc relativ multe ființe vii „complexe”, dar locuitorii microlumilor rămân prost înțeleși. Noile tehnologii de secvențiere a ADN-ului au făcut posibilă estimarea mai precisă a numărului total de specii care trăiesc pe planetă. Conform descoperirilor oamenilor de știință, această cifră este de neconceput de un trilion! Pentru a fi clar, aceasta este doar de trei ori mai puțin decât toți copacii care cresc pe planetă (un trilion împotriva trei). Creaturile vii incluse în listă trăiesc la suprafață, în apele adânci ale oceanului, adânc în subteran și în aer.
Oamenii de știință adaugă că până în prezent au fost descrise aproximativ 0,001 la sută din numărul total de specii de ființe vii. Mai simplu spus, nu știm practic nimic despre viața de pe Pământ sau, mai degrabă, despre formele sale cele mai joase. S-au tras noi concluzii atât pe baza datelor culese de autorii studiului înșiși, cât și pe baza muncii altor oameni de știință.
Specia biologică este principala unitate structurală a clasificării organismelor vii de pe Pământ. Descrie un grup de indivizi care au comune morfologice, fiziologice, biochimice, comportamentale și altele. Organismele aceleiași specii sunt capabile să se încrucișeze, dând urmași capabili de procreare - acest lucru este imposibil între specii diferite. Sub influența factorilor evolutivi, într-un mediu în schimbare, speciile se pot separa.
Bazele sistematicii speciilor organismelor vii au fost propuse de omul de știință suedez Carl Linnaeus la mijlocul secolului al XVIII-lea. De atunci, au fost găsite și studiate mai mult de un milion de specii diferite.
Animale
Animalele sunt un grup de organisme care alcătuiesc regnul biologic. Sunt eucariote, adică celulele lor provin din nuclee. Animalele sunt heterotrofe (eliberează energie din compușii organici), capacitatea de a se mișca activ. În limbajul colocvial, animalele sunt adesea numite vertebrate terestre, dar din punct de vedere al științei, aceasta este o combinație de mai multe clase: pești, insecte, păsări, stele de mare, viermi, arahnide și altele.
Numărul de specii de animale
Nu se cunoaște doar numărul exact, ci chiar și numărul aproximativ de specii de organisme vii care trăiesc pe Pământ. Unii biologi vorbesc despre micile lacune în taxonomia ființelor vii, care pot fi completate cu doar câteva sute de mii de specii suplimentare, alții susțin că milioane de specii diferite care trăiesc în locurile cele mai inaccesibile oamenilor rămân necunoscute și nedescrise. Cea mai mare cifră dată de cercetători este de 8,7 milioane.
Până acum, au fost descrise aproximativ 1,7 milioane de specii, animalele alcătuind majoritatea dintre ele: plantele, ciupercile și alte regate reprezintă aproximativ o sută de mii de specii. Astfel, au fost studiate aproximativ 5,5 mii de mamifere, 10,1 mii de păsări, 9,4 mii de reptile, 6,8 mii de amfibieni, 102 mii de arahnide. Cel mai numeros grup sunt încă insectele - există aproximativ un milion dintre ele.
Se presupune că printre speciile încă neexplorate, insectele reprezintă cea mai mare parte - aproximativ zece milioane.
În ciuda dezvoltării biologiei, este încă destul de dificil să studiezi și să găsești specii noi. Dacă nu sunt așteptați recruți mari printre mamiferele mari, atunci animalele mai mici sunt mai dificil de studiat. Deși oamenii de știință încă mai găsesc câteva zeci de specii noi de mamifere în fiecare an. Păsările sunt, de asemenea, destul de bine studiate: sunt ușor de găsit și plăcut de urmărit.
Există situații în care biologii descoperă reprezentanți vii ai speciilor care erau considerate moarte de mult timp. Astfel, știința nu a răspuns încă la întrebarea cu privire la numărul exact de specii de animale.
Rezultatul a aproape trei sute de ani de muncă a taxonomiștilor - zoologi, botaniști, microbiologi - este mai mult de un milion de specii găsite și descrise de creaturi vii care locuiesc pe Pământ. Descoperirile de noi specii nu se opresc, în fiecare an taxonomiștii descriu zeci și sute de specii noi. Cum se estimează câte specii nu au fost încă găsite? Metode de calcul diferite dau rezultate foarte diferite. Una dintre modalitățile posibile de rezolvare a acestei probleme este analiza diversității taxonomice la diferite niveluri ale clasificării ierarhice a viețuitoarelor.
Câte specii de animale, plante, ciuperci și microorganisme trăiesc cu noi pe Pământ? Întrebarea pare simplă, dar nu există un răspuns exact. În fiecare an, taxonomiștii descriu specii noi, necunoscute anterior, nu numai de protozoare sau insecte, ci și de vertebrate: amfibieni, reptile, pești și uneori mamifere. Toți experții sunt de acord că numărul de specii încă necunoscute, negăsite și nedescrise depășește numărul de specii cunoscute. Cifra acceptată în prezent - aproximativ 1,2 milioane de specii cunoscute științei - este doar o parte din diversitatea reală a vieții de pe planetă. Problema este de a determina câte specii nu au fost încă găsite.
O altă încercare de a răspunde la această întrebare a fost făcută de un grup internațional de cercetători (Mora et al., 2011). Un altul - pentru că din când în când diferiți experți își oferă propriile evaluări asupra diversității speciilor de pe Pământ. Aceste estimări diferă cu două ordine de mărime - de la 3 la 100 de milioane de specii, în funcție de metoda de numărare: deoarece este imposibil să enumerăm direct toate speciile, dintre care majoritatea nu au fost încă descoperite, singura modalitate rămasă este găsirea acestora. un fel de regulă care vă va permite să treceți de la o specie de număr cunoscut la general.
Încercările de a descoperi modele universale pentru toate ființele vii sau pentru grupuri taxonomice individuale au fost făcute în mod repetat. Cea mai simplă dependență „număr de specii – zonă” funcționează satisfăcător numai în biotopuri omogene, dar nu ia în considerare natura mozaicului acestora. O estimare a ratei de creștere a noilor specii până la momentul descrierii face posibilă aprecierea numărului limită de specii pentru taxoni mici, destul de bine studiati; în grupurile slab studiate, numărul descrierilor taxonomice nu scade cu timpul, iar graficul merge la infinit. Au existat încercări de a folosi dependențe bazate pe observații private, de exemplu, pe raportul dintre numărul de gândaci și numărul de copaci dintr-o pădure tropicală (5: 1), pe raportul dintre numărul de specii cunoscute și numărul de altele noi găsite într-o zonă locală etc. Cu toate acestea, anumite modele, cu extrapolări la alte grupuri de organisme sau alte regiuni duc la erori mari. Regulile care se aplică unor grupuri de organisme nu sunt întotdeauna potrivite pentru altele. De aici provine dispersarea estimărilor.
În căutarea unei regularități mai universale, autorii articolului în discuție s-au orientat către raportul dintre diversitatea taxonilor din ierarhia lor. Se presupune că pe seturi mari de date raportul dintre numărul de taxoni din seria „tip – clasă – ordine – familie – gen – specie” este mai mult sau mai puțin constant. Trebuie spus că abordarea în sine nu este nouă: în 1976, A.N. Golikov a observat că pentru mai multe grupuri foarte diferite de organisme (ciliate, moluște, mamifere) în coordonate semilogaritmice, relația dintre rangul taxonului și diversitate este liniară și pantele liniilor drepte sunt apropiate pentru diferite grupuri de organisme. Richard Warwick a propus un indice cantitativ bazat pe raportul dintre numărul de taxoni de diferite ranguri (indicele de distincție taxonomică) și l-a folosit pentru a identifica posibilele surse de origine pentru faunele locale ale lacurilor hipersaline (Clark și Warwick, 1998, 1999; Warwick și colab. ., 2002).
Pentru a evalua diversitatea totală a speciilor de pe planetă, raportul dintre numărul de taxoni de diferite ranguri poate fi utilizat dacă ipoteza este corectă că toți sau aproape toți taxonii de ranguri superioare au fost deja numărați și doar numărul de specii este necunoscut. . Autorii au testat această ipoteză folosind două seturi de date, Catalog of Life și The World's Register of Marine Species. Prima dintre ele conține aproximativ 1,24 milioane de specii marine și terestre, a doua - 194 mii doar organisme marine, cele mai multe menționate în primul catalog.
Deoarece data descrierii sale este cunoscută pentru fiecare taxon de la phylum la specie, este ușor să construiești dependența „număr cumulativ de taxoni - timp” și, folosind diverse metode de aproximare, să găsești limita la care tinde acest număr. După cum se poate observa din fig. 2, A–F, în regnul animal, graficele pentru taxoni superiori (de la phyla la familii) sunt aproape de saturație, iar prin extrapolarea acestora, se poate găsi limita funcției - numărul total așteptat de taxoni dintr-un anumit rang. Acest lucru nu funcționează numai pentru specii - graficul numărului acumulat de specii în ultimul secol și jumătate este direcționat liniar către infinit.
Pentru a găsi o limită a numărului de specii, autorii au calculat relația dintre numărul de taxoni de cele mai înalte ranguri și numărul de specii. Diferite modele de aproximare pentru taxonii cu date mai mari dau rezultate ușor diferite, astfel încât autorii au luat media rezultatelor obținute și au obținut o familie de linii care au coincis destul de strâns între ele (Fig. 1, G). Primele cinci puncte de pe grafic sunt limitele funcțiilor care descriu creșterea numărului de taxoni în timp, iar al șaselea punct este numărul așteptat de specii de animale de pe planetă.
Date interesante sunt date în materiale suplimentare la articolul în discuție. Din ele rezultă că metoda propusă dă rezultate satisfăcătoare pentru eucariote (cel mai bun pentru regnul animal, cel mai rău pentru protozoare), dar este absolut inaplicabilă procariotelor, în care curbele de acumulare a taxonilor superiori sunt foarte departe de saturație.
Autorii au estimat diversitatea eucariotelor planetei la 8,74 (±1,3) milioane de specii. Dintre acestea, aproximativ 7,7 milioane de animale, 298.000 de plante, 611.000 de ciuperci și 36.400 de protozoare (Fig. 3). Astfel, astăzi cunoaștem „din vedere” aproximativ 14% dintre speciile care trăiesc pe Pământ. Fauna eucariotă a Oceanului a fost studiată cu 9%.
În copilărie, după ce mă uitam la filmul „Lumea pierdută”, am început să visez că o insulă abandonată cu dinozauri vii va fi găsită pe planeta noastră. Dar, din păcate, sau poate din fericire, acest lucru nu s-a întâmplat. La urma urmei, al nostru flora și fauna moderne sunt atât de diferite de starea preistorică biosferă că nu se știe ce consecințe ar fi avut această descoperire. De ce se modifică compoziția și numărul organismelor vii în timp?
Condiții naturale care afectează abundența, dispariția și apariția organismelor
Orice specie biologică poate dispărea sub influența:
- procesele tectonice (vulcani, cutremure);
- schimbarea climei;
- creșterea numărului de prădători sau concurenți.
De exemplu, o versiune Extincțiile dinozaurilor sunt erupții vulcanice masive, ceea ce a dus la formarea unui nor de cenușă care nu a lăsat să treacă razele soarelui. Unii indivizi au murit direct din lavă, în timp ce alții au înghețat pur și simplu din cauza răcirii climatului. În plus, dinozaurii aveau o „inteligență” scăzută, prin urmare, poate, în condiții atât de dure, animalele mai „inteligente” le-au supraviețuit.
Apar noi specii proces evolutiv transmiterea celor mai utile trăsături din generație în generație. De exemplu, transportul bebelușilor în interiorul corpului, nu într-un ou, și hrănirea lor cu lapte contribuie la o supraviețuire mai bună. Aceste calități au contribuit la apariția clasei de mamifere.
Dimensiunea populației variază în funcție de clima, aprovizionarea cu alimente și numărul de prădători. Poate crește sau scădea.
Cum afectează activitatea umană numărul de organisme vii
Cel mai teribil prădător de pe Pământ este o persoană rezonabilă. Din vină braconieri multe specii de animale au dispărut și „mulțumită” activități de afaceri prost concepute- plante. Uneori o persoană în mod deliberat distruge dăunătorii precum șobolani și șoareci.
Dar se întâmplă ca o persoană favorizează creșterea populatii de organisme. De exemplu, atunci când cultivă culturi sau cresc animale, agronomii și crescătorii iau măsuri pentru a-și crește numărul.
Specialiștii celui mai mare proiect de studiu al Recensământului Mondial al Vieții Marine – „Census of Marine Life” – au publicat cele mai recente date privind calculele numărului de specii de organisme vii de pe Pământ. Cele mai precise calcule au arătat asta
6,6 milioane de specii trăiesc pe uscat și alte 2,2 milioane ară în adâncurile oceanului.
„Întrebarea câte specii de organisme vii există pe Pământ a fost de interes pentru oamenii de știință de secole. I-am răspuns pe baza datelor privind distribuția și distribuția speciilor, ceea ce este deosebit de important acum că activitatea umană a crescut semnificativ rata de dispariție a speciilor. Mulți dintre ei dispar de pe fața Pământului chiar înainte de a ști despre existența lor, locul în lanțul trofic și potențialele beneficii pe care le aduc naturii și oamenilor”, a spus Camilo Mora, autorul principal al lucrării de la Universitatea din Hawaii. (SUA) și Universitatea Halifax (Canada).
Estimările anterioare ale „populației” Pământului au fost mult mai vagi:
cifrele au fost date atât la 3 milioane cât și la 100 milioane specii.
Cu toate acestea, îngustarea intervalului nu înseamnă că totul de pe Pământ este deja cunoscut. 86% dintre locuitorii pământului și 91% dintre locuitorii mărilor nu au fost încă descoperiți, descriși și catalogați.
„Această lucrare reduce cel mai frecvent număr de specii care trebuie cunoscute pentru a descrie biosfera noastră. Dacă nu știm (cel puțin în ordinea mărimii) numărul de oameni dintr-o țară, cum ne putem planifica viitorul? Același lucru este valabil și pentru biodiversitate. Omenirea s-a angajat să protejeze speciile de dispariție, dar până acum nu știam câte dintre aceste specii există”, spune Boris Worm, coautor al lucrării.
Cartea Roșie internațională include acum 59.508 specii, dintre care 19.625 sunt clasificate ca fiind pe cale de dispariție. Aceasta înseamnă că cel mai detaliat document privind protecția speciilor de pe Pământ acoperă doar 1% din totalul „populației”.
Cum au reușit oamenii de știință să numere specii nedescoperite? Pentru a face acest lucru, au trebuit să colecteze toate principiile taxonomiei - știința clasificării. În 1758, omul de știință suedez Carl Linnaeus a creat un sistem de clasificare care îi poartă acum numele și îi ajută pe oamenii de știință să grupeze specii. Astăzi, 253 de ani mai târziu, au fost descrise și catalogate aproximativ un milion de specii terestre și 250.000 de specii marine.
Profesorul Mora și colegii săi au calculat numărul total de specii tocmai pe baza taxonomiei.
Ei au studiat structura numerică a taxonilor, care formează o structură ierarhică piramidală, îngustându-se de la specii, genuri și familii la subregate și regate.
Prin categorizarea celor 1,2 milioane de specii cunoscute astăzi, cercetătorii au descoperit o relație numerică semnificativă între cele mai completate niveluri taxonomice și numărul total de specii. Folosind metoda dezvoltată, oamenii de știință au calculat în mod independent numărul de specii din grupurile cele mai pe deplin studiate - mamifere, pești și păsări. Datele obținute au confirmat fiabilitatea metodei.
Aplicând această abordare tuturor eucariotelor (organisme care conțin un nucleu format în celule), oamenii de știință au obținut următoarele numere pentru grupurile lor principale:
- 7,77 milioane specii de animale (953434 descrise și catalogate);
- 298 mii specii de plante (sînt descrise și catalogate 215644);
- 611 mii specii de ciuperci (descrise și catalogate 43271);
- 36,4 mii specii de animale unicelulare (8118 sunt descrise și catalogate).