Hversu margar tegundir lífvera eru á jörðinni?

Tegundir og frumur eru tvær af grunneiningum lífs á jörðinni. Fruman var uppgötvuð t.t.l. nýlega á meðan frummenn nefndu dýr og plöntur nöfnum, sem áttu við tilteknar tegundir eins og t.d. ljón eða grámosa.*

Ég veit ekki með þig, en mér finnst mikilvægt að ná utan um veröldina og skilja hana, og það felur í sér þörf fyrir að vita nöfn lífvera og náttúrulegra krafta. Jody Hey taldi okkur mönnunum eiginlegt að nefna lífverurnar og flokka þær í hópa, jafnvel þó að stundum sé erfitt að greina á milli hópa eða tegunda. Látum spurningar um hvað tegundir eru, hvernig þær verða til eða hversu stöðugar þær eru liggja milli hluta. Spáum í einfaldri spurningu, hversu margar tegundir lífvera eru á jörðinni.
Á Íslandi lifa 8 tegundir villtra spendýra og um 800 tegundir skordýra. Þótt við náum ágætlega utan um fjölda dýra og plöntutegunda hérlendis, eru okkur skorður settar. Ekki er hægt að skoða hvert einasta dýr, plöntu og svepp í veröldinni, frá efsta tindi til dýpstu ála hafsins. Ef við kíkjum á veröldina eru þekktar, þ.e.a.s. vísindalega skilgreindar og þekktar, um 12.000 tegundir fugla, 270.000 tegundir háplantna og 2.2 milljónir skordýrategundir. Líffræðingar skildu snemma að fjöldi tegunda á jörðinni er gríðarlegur, og að við erum ekki búin að lýsa nema hluta af þeim. Auðvitað eru sumir hópar lífvera auðveldari viðfangs en aðrir, auðveldara er að skoða og lýsa stórum lífverum en smáum. Lífverur með skýr ytri einkenni eru þægilegri en sviplausir klasar eða ormar (af þeim er gríðarlegt framboð). Rannsókn Boris Worm og félaga frá árinu 2011 áætlar að fjöldi heilkjarna lífvera á jörðinni sé um 8.7 milljónir, og skekkjan upp á 1.2 milljónir til eða frá. Þar af hefur bara hluta verið lýst af vísindamönnum. Mat þetta byggir á samtvinnaðri þekkingu á fjölda tegunda á ólíkum svæðum, tegundasamsetningu, fjölbreytileika búsvæða og öðrum þáttum sem hafa áhrif á tegundaauðgi. Þar er lykilstærðin N, fjöldi tegunda á tilteknu athugunar svæði (t.d. ferkílómetra í frumskógi). Með þessar lykilstærðir í huga er hægt að kanna hvort skalalögmál eigi við. Skalalögmál eru algeng í vísindum, og lýsa t.d. sambandi líkamsþyngdar og efnaskiptahraða. Þekkt var ákveðið skalalögmál yfir tegundafjölbreytileika dýra, plantna og stórra sveppa. En glöggir lesendur hafa e.t.v. áttað sig á að örverurnar eru vanræktar í frásögn vorri.

Örverurnar ríkja á jörðinni
Í einu grammi af jarðvegi eru milli 10 og 50 þúsundir ólíkra tegunda örvera, þ.e.a.s. bakteríur, sveppir eða fornbakteríur. Erfitt er að lýsa tegundum örvera, því þær eru ósýnilegar með berum augum og vaxa bara við sérstakar aðstæður. Erfiðlega hefur reynst að rækta þær á tilraunastofu, þekktar eru einhverjar tugþúsundir bakteríutegunda sem rækta má á skálum. Sameindaerfðafræðin gerði okkur kleift að ná í DNA raðir úr þeim bakteríum sem ekki ræktast. Nú hafa verið skilgreind gen úr a.m.k. hundrað þúsund bakteríutegundum. En vegna þess að bróðurpartur gagnanna kemur úr örverum sem ekki er hægt að rækta í einangrun, er erfitt er að áætla fjöldann. Örverufræðingar halda að þeir hafi upplýsingar um 10 milljónir bakteríutegunda.

Hvernig er hægt að áætla fjölda örverutegunda á jörðinni?
Aðferðin er svipuð þeirri sem lýst var hér að ofan. Safna gögnum um fjölbreytileika frá mörgum stöðum, leita að jöfnu sem útskýrir sambandið, og framreikna síðan fyrir veröldina. Nýleg rannsókn Jay T. Lennon og Kenneth J. Locey við háskólann í Bloomington Indiana leitast við að ráða bót á þessu. Þeir nýttu gögn um tegundafjölbreytileika frá um 35.000 stöðum á jörðinni, 20.000 sýni er með örverur og restin stærri lífverur. Með þessi gögn að vopni reiknuðu þeir út mat á skalalögmáli fyrir fjölbreytileika örvera. Útkoman er sláandi, þeir áætla að á jörðinni séu 1000 milljarðar tegundar. sem þýðir að við höfum rétt nagað  topp ísjakans.
Það er á hreinu að fjölbreytileiki lífríkisins er magnaðri en okkur grunaði.

Athugasemdir og ítarefni.
Pistill þessi er byggður á spjalli við Guðmund Pálsson í síðdegisútvarpi Rásar 2. Ég vil þakka Guðmundi fyrir að kalla mig til viðtals og hvetja mig til að kanna betur þessa forvitnilegu spurningu, sem ég reyndi að svara eftir bestu getu á ekki of tilgerðarlegu mannapamáli.

Trilljón lífverur - viðtal á Rás 2.

*Við höldum því ekki fram að fyrstu tegundirnar sem mennirnir gáfu nafn hafi verið grámosi eða ljón, heldur er þetta tekið sem dæmi um tegundir.
Mora C, Tittensor DP, Adl S, Simpson AGB, Worm B (2011) How Many Species Are There on Earth and in the Ocean? PLoS Biol 9(8): e1001127. doi:10.1371/journal.pbio.1001127