Gyvenimas Žemėje dažniausiai yra žalias

Jei rašėte svetimam rašytojui, esančiam tolimoje galaktikoje, kaip apibūdintumėte gyvenimą Žemėje? Ar apibūdintumėte save? Tavo šuo? Gal paukščiai ar žuvys ar gyvatės? Planeta yra daugialypė, bet kas būtų reprezentatyviausia?

Remiantis nauju tyrimu, jūs geriau apibūdintumėte kažką žalią.

Didžioji gyvenimo dalis neatrodo lyg man ar tavęs - ar netgi Fido. Neseniai surašant visus gyvus daiktus nustatyta, kad augalai yra labiausiai paplitę, bent jau masė. Jie sveria apie 83 proc. Taigi, kiek prisideda kitos gyvybės formos? O kur žmonės tinka? Atsakymas yra šiek tiek sudėtingas. Tai taip pat priklauso nuo to, kaip matuojate.

Per metus mokslininkai visame pasaulyje atliko atskirų rūšių ir ekosistemų tyrimus. Tačiau niekas iš karto neišnagrinėjo viso Žemės gyvenimo, pažymi Ron Milo. Jis yra biologas Weizmanno mokslo institute Rehovot, Izraelyje. Milo ir jo absolventas Yinon Bar-On nusprendė išspręsti pirmąjį visapusišką derinimą.

Bendra gyvybės masė Žemėje greičiausiai yra apie 550 gigatonų anglies, tai yra naujas tyrimas.

Būtų neįmanoma suskaičiuoti kiekvieno medžio, pelės ir bakterijos. Vietoj to, mokslininkai naudojo matematiką ir statistiką, kad galėtų pasimokyti, kiek gyvybės ten yra. Jie pradėjo daugelio individualių studijų duomenis įvairiuose pasaulio regionuose. Tada jie apsvarstė, kaip panašūs kiti pasaulio regionai buvo - vietos, kurios nebuvo išsamiai apklaustos. Remiantis tokiais duomenimis, „Milo“ ir „Bar-On“ įvertino visos Žemės gyvybės masę.

Kiti mokslininkai pažvelgė į mažesnius šio galvosūkio gabalus. Jie taip pat studijavo, kaip žmonės tinka. Pasirodo, kad žmonės tikrai yra mažumoje, bent jau pagal svorį. Tačiau jie beveik nesvarbūs. Ypač pastaraisiais šimtmečiais žmonės atliko svarbų vaidmenį keičiant kitų rūšių pusiausvyrą. Ir jie tai padarė planetos mastu.

a photo of many humans outside on a field

Žemėje yra apie 7,6 mlrd. Žmonių, kurie skamba kaip daug. Tačiau mūsų bendra biomasė yra maždaug tokia pati, kaip ir visų pasaulio termites.salajean / iStock / Getty Images Plus

Pagal skaičius

Kaip jūs sutinkate visus gyvuosius Žemėje? Galite pabandyti suskaičiuoti asmenis. Arba galite suskaičiuoti egzistuojančių rūšių skaičių. Tačiau Milo ir Bar-On nusprendė sutelkti dėmesį į visą Žemės gyvenimą biomasės .

Biomasė iš esmės yra organizmų svoris. Kadangi anglis yra pagrindinė molekulių sudedamoji dalis, sudaranti gyvąsias medžiagas, biomasė dažnai matuojama pagal tą anglies kiekį. Kai kalbate apie daug organizmų vienu metu, jų biomasė gali pridėti iki anglies gigatonų. Vienas gigatatas yra lygus maždaug 73,5 svoriui mln pakrauti mokykliniai autobusai.

a photo of a bee swarm on a tree branch

Apie 60 proc. Gyvulių karalystės biomasės yra nariuotakojai - tai grupė, kurioje yra vabzdžių (tokių kaip šios bitės) ir spiders.sommail / iStock / Getty Images Plus

Mąstymas apie biomasę gali būti ypač naudingas lyginant skirtingų dydžių rūšis. Galų gale, vienas medis gali turėti didesnę įtaką vietinei aplinkai nei 1 000 klaidų, gyvenančių jos filialuose.

Naujajame tyrime nustatyta, kad bendra gyvybės masė Žemėje yra apie 550 gigatonų anglies. „Milo“ ir „Bar-On“ aprašė, kaip praėjusių metų birželio 19 d Nacionalinės mokslų akademijos darbai.

Žvelgiant į ankstesnius kitų tyrėjų tyrimus, „Milo“ ir „Bar-On“ nustatė tam tikrus modelius. Tarp ekosistemos biomasės ir tokių veiksnių kaip temperatūra, drėgmė ir klimatas buvo matematiniai ryšiai. Naudodamiesi šiais modeliais, mokslininkai galėtų įvertinti biomasę tose vietose, kurių niekas nebuvo tyręs.

a photo of a large herd of sheep tightly packed against one another

Ūkininkavimas turėjo didelį poveikį gyvenimo pusiausvyrai Žemėje. Apie 96 proc. Pasaulio žinduolių yra ne laukiniai gyvūnai, pvz., Gyvuliai.HAYKIRDI / iStock / Getty Images Plus

Jie nustatė, kad žinduoliai sudaro tik 0,167 gigatoną. Tai maždaug dvyliktoji visų gyvūnų masė. Gyvuliai - daugiausia karvės ir kiaulės - yra didžioji jų dalis. Laukiniai žinduoliai, nuo dramblių ir lapių iki pelių ir elnių, sudaro tik apie 4 proc. Visos žinduolių biomasės.

Žemės ūkis taip pat paveikė žemės pusiausvyrą ir kitais būdais. Viščiukai, auginami mėsai ir kiaušiniams, sveria apie 0,005 gigatoną. Tai maždaug tris kartus didesnis už visų laukinių paukščių biomasę.

Kalbant apie žmones, Žemėje yra apie 7,6 mlrd. Kartu mes sveriame maždaug 0,06 gigados anglies. Tai gali atrodyti daug. Tačiau ji yra maždaug lygi Žemės termitų masei. Jei pridedate visus nariuotakojų - vabzdžių, vorų, vėžiagyvių ir kitų dalykų su kietais išoriniais kriaukliais - jie sudaro apie 60 proc. Tai 1,2 gigatono ir daugybė kojų!

Mikrobų taisyklė

Beveik trys ketvirtadaliai pasaulio yra padengti vandeniu. Tačiau 86 proc. Gyvenimo mėgsta gyventi žemėje, rasti nauji tyrimai.

Jei nenorite gyventi virš paviršiaus, žemiau yra daug nekilnojamojo turto. Mokslininkai nustatė, kad žemėje yra beveik 12 kartų daugiau biomasės nei vandenyne. Dauguma jų yra mikrobai.

a photo of a very large number of king penguins standing around

Gali atrodyti, kad yra daug paukščių, plaukiojančių per dangų arba kabantys Antarktidoje. Tačiau ūkiuose auginami viščiukai turi apie tris kartus daugiau biomasės nei visi pasauliniai laukiniai paukščiai.Mlenny / Getty Images

Požeminiai vandeningieji sluoksniai - palaidoti vandens telkiniai - gyvena daugeliui šių didelių požeminių mikroorganizmų bendruomenių. Kartu šios požeminės ekosistemos dažnai vadinamos gilia biosfera (arba gyvenimo zona).

„Giliai biosfera yra svarbi gyvenimo žemėje dalis“, sako Seanas McMahonas. Jis dirba Edinburgo universitete Škotijoje. Kaip geobiologas, jis tiria, kaip gyvena ir jų aplinka bendrauja. McMahon orientuojasi į gilų biosferą.

„Tai labai mažai žvalgymo siena“, - sako jis. Be to, jis priduria, kad „nuolat sukelia netikėtumų“. Tai apima naujų mikrobų tipus ir naujus mikrobų sąveikos su mineralais būdus. Su tiek mažai deguonies ir tiek mažai maistinių medžiagų, kurių gylis yra žemas, gyvenimas ten lėtai auga. Bet tai taip pat reiškia, kad žmonės gali gyventi labai ilgai.

(Iš tikrųjų, seniausi mikrobai Žemėje tikriausiai gyvena gilioje biosferoje, esančioje po vandenyno dugnu. Kai kurie gali būti tūkstančiai ar net milijonai metų.

Paaiškinkite: Prokariotai ir eukariotai

Bakterinė ląstelė yra tik apie dešimtadalį daugumos gyvūnų ląstelių dydžio. Tačiau net jei mikroorganizmai yra per maži, jie vis dar turi masę. Ir atsižvelgiant į didžiulę Žemės mikrobų populiaciją, ši masė padidėja. Bakterijų biomasė yra didesnė nei visi paukščiai ir žinduoliai. Tai pasakytina ir apie visas kitas mikroskopines gyvenimo karalystes: archąją (Ar-KEE-uh) ir protistus. Tai net tiesa ir virusams.

„Dinozaurai niekada nepadarė žemės - tai buvo bakterijos, - sako McMahon.

a magnified image showing Cholera bacteria (Vibrio cholerae)

Nors jūs negalite matyti jų be mikroskopo, bakterijos ir kiti mikrobai prisideda prie didelės Žemės biomasės dalies.Sanofi Pasteur / Flickr

Natūralu, kad tokius mažus organizmus sunku suskaičiuoti. Dauguma apklausų tik įvertina jų skaičių. Norėdami apskaičiuoti jų biomasę, tyrėjai daugina ląstelių skaičių pagal tikėtiną kiekvieno ląstelės svorį (pagal jo dydį).

Tačiau mokslininkų idėjos apie vidutinį ląstelių dydį per metus pasikeitė, pažymi Barny Whitman. Tai apsunkina. Whitman yra Gruzijos universiteto, Atėnų, mikrobiologas.

„90-ųjų pabaigoje dauguma ląstelių dydžio skaičiavimų buvo apie keturis ar penkis kartus didesni nei dabar“, - sako jis. „Nuo to laiko žmonės atrado daug labai mažų ląstelių.“ Taigi biologai turėjo sureguliuoti savo biomasę, kad būtų atsižvelgta į mažesnes bakterijas.

Toks neapibrėžtumas yra svarbi bet kurio tyrimo dalis. Mokslas retai tikras. Vietoj to, mokslininkai bando išreikšti, kaip gerai jie žino kažką, arba kiek daug didesnis ar mažesnis. Šis netikrumas dažnai atspindi, kaip sunku kažką įvertinti. Pavyzdžiui, mokslininkai tiksliai nežino, kaip yra dideli mikrobai, ir daugelis jų yra paslėpti po žeme. Augalus lengviau rasti ir įvertinti, todėl jų biomasė turi mažiau neapibrėžtumo.

Galiausiai Whitman teigia, kad bendri rezultatai apie Žemės biomasę yra svarbesni už detales. Net jei mokslininkai negali būti visiškai tikri, kiek yra vienaląsčių organizmų, jie vis dar žino, kad bakterijos gerokai viršija bet kokį gyvūną.