How many species on Earth? A simple question that’s hard to answer

You’d think it would be a simple piece of biological accounting – how many distinct species make up life on Earth?

But the answer may come as a bit of a shock.

We simply don’t know.

We know more accurately the number of books in the US Library of Congress than we know even the order or magnitude – millions and billions and so on – of species living on our planet, wrote the Australian-born ecologist Robert May.

Current estimates for the number of species on Earth range between 5.3 million and 1 trillion.

That’s a massive degree of uncertainty. To jak otrzymanie wyciągu bankowego, który mówi, że masz na koncie od 5,30 do 1 miliona dolarów.

Dlaczego więc nie znamy odpowiedzi na to fundamentalne pytanie?

Trudno policzyć życie

Częścią problemu jest to, że nie możemy po prostu policzyć liczby form życia. Wiele z nich żyje w niedostępnych siedliskach (takich jak głębiny morskie), są zbyt małe, by je zobaczyć, trudno je znaleźć lub żyją wewnątrz innych żywych istot.

Więc zamiast liczyć, naukowcy próbują oszacować całkowitą liczbę gatunków, szukając wzorców w bioróżnorodności.

W początkach lat 80-tych amerykański entomolog Terry Erwin sławnie oszacował liczbę gatunków na Ziemi, rozpylając pestycydy na baldachim drzew tropikalnego lasu deszczowego w Panamie. Co najmniej 1200 gatunków chrząszczy spadło na ziemię, z czego 163 żyły tylko na jednym gatunku drzewa.

Zakładając, że każdy gatunek drzewa miał podobną liczbę chrząszczy, i biorąc pod uwagę, że chrząszcze stanowią około 40% owadów (największa grupa zwierząt), Erwin doszedł do kontrowersyjnego oszacowania 30 milionów gatunków na Ziemi.

Wielu naukowców uważa, że liczba 30 milionów jest o wiele za wysoka. Późniejsze szacunki mówiły o liczbie poniżej 10 milionów.

W 2011 r. naukowcy wykorzystali technikę opartą na wzorcach w liczbie gatunków na każdym poziomie klasyfikacji biologicznej, aby uzyskać znacznie niższą prognozę, wynoszącą około 8,7 miliona gatunków.

Wszystkie stworzenia wielkie i bardzo, bardzo małe

Większość szacunków globalnej różnorodności biologicznej pomija mikroorganizmy, takie jak bakterie, ponieważ wiele z tych organizmów można zidentyfikować do poziomu gatunku jedynie poprzez sekwencjonowanie ich DNA.

W rezultacie prawdziwa różnorodność mikroorganizmów mogła zostać niedoszacowana.

Po skompilowaniu i przeanalizowaniu bazy danych sekwencji DNA z 5 milionów gatunków mikroorganizmów z 35 000 miejsc na całym świecie, naukowcy doszli do wniosku, że na Ziemi istnieje oszałamiająca liczba 1 biliona gatunków. To więcej gatunków niż szacowana liczba gwiazd w galaktyce Drogi Mlecznej.

Ale, podobnie jak poprzednie szacunki, ten opiera się na wzorcach bioróżnorodności, a nie wszyscy zgadzają się, że powinny one być stosowane do mikroorganizmów.

Nie tylko mikroorganizmy zostały pominięte w szacunkach globalnej bioróżnorodności. Zignorowaliśmy również wiele form życia, które żyją wewnątrz innych form życia.

Większość – a być może wszystkie – gatunki owadów padają ofiarą co najmniej jednego lub więcej gatunków pasożytniczych os. Te składają swoje jaja w lub na gatunku gospodarza (pomyśl o filmie Aliens, gdyby obcy mieli skrzydła). Naukowcy sugerują, że grupa owadów zawierająca osy może być największą grupą zwierząt na naszej planecie.

Co rozumiemy przez gatunek?

Bardziej fundamentalny problem z liczeniem gatunków sprowadza się do kwestii nieco filozoficznej: biolodzy nie są zgodni co do tego, co właściwie oznacza termin „gatunek”.

Powszechnie znana biologiczna koncepcja gatunku głosi, że dwa organizmy należą do tego samego gatunku, jeśli mogą się krzyżować i wytwarzać płodne potomstwo. Ale ponieważ koncepcja ta opiera się na kojarzeniu, nie może być stosowana do definiowania gatunków organizmów bezpłciowych, takich jak wiele mikroorganizmów, a także niektóre gady, ptaki i ryby.

Pomija ona również fakt, że wiele istot żywych, które uważamy za odrębne gatunki, może się krzyżować i tak się dzieje. Na przykład psy, kojoty i wilki łatwo się krzyżują, a mimo to są zwykle uważane za odrębne gatunki.

Inne popularne definicje gatunków opierają się na tym, jak bardzo jednostki są do siebie podobne (jeśli wygląda jak kaczka, to jest kaczką), na ich wspólnej historii ewolucyjnej lub wspólnych wymaganiach ekologicznych.

Jednakże żadna z tych definicji nie jest w pełni satysfakcjonująca i żadna nie sprawdza się w przypadku wszystkich form życia.

Istnieje co najmniej 50 różnych definicji gatunku do wyboru. To, czy naukowiec zdecyduje się uznać nowo odkrytą formę życia za nowy gatunek, czy też nie, może sprowadzać się do jego filozoficznego stanowiska na temat natury gatunku.

Koszty utraty gatunków

Nasza niewiedza na temat prawdziwej bioróżnorodności na naszej planecie ma realne konsekwencje. Każdy gatunek jest potencjalną skarbnicą rozwiązań problemów, w tym lekarstw na choroby, inspiracji dla nowych technologii, źródeł nowych materiałów i dostawców kluczowych usług ekosystemowych.

Żyjemy jednak w epoce masowego wymierania, z doniesieniami o katastrofalnych spadkach liczebności owadów, wyludnieniu oceanów na szeroką skalę i utracie ponad 50% dzikich zwierząt w ciągu jednego ludzkiego życia.

Nasze obecne tempo utraty bioróżnorodności oznacza, że prawie na pewno tracimy gatunki szybciej niż je nazywamy. Skutecznie palimy bibliotekę, nie znając nazw ani zawartości książek, które tracimy.

Podczas gdy nasze szacunki dotyczące liczby gatunków na planecie pozostają frustrująco nieprecyzyjne, wiemy, że prawdopodobnie nazwaliśmy i opisaliśmy tylko niewielki procent żywych istot.

Nowe gatunki pojawiają się cały czas, w tempie około 18 000 gatunków każdego roku. Na przykład badacze z Los Angeles znaleźli 30 nowych gatunków muchy plujki żyjącej w miejskich parkach, podczas gdy badacze z USA odkryli ponad 1400 nowych gatunków bakterii żyjących w pępkach studentów uniwersytetu.

Nawet jeśli przyjmiemy bardziej konserwatywny szacunek 8,7 miliona gatunków życia na Ziemi, to mamy tylko opisane i nazwane około 25% form życia na naszej planecie. Jeśli liczba 1 biliona jest poprawna, to wykonaliśmy fatalnie kiepską robotę, a 99,99% gatunków wciąż czeka na opisanie.

Jasne jest, że nasza planeta tętni życiem, nawet jeśli nie potrafimy jeszcze określić jego ilości. Pytanie brzmi teraz, ile z tej zachwycającej różnorodności zdecydujemy się ocalić.