Na Zemi žije 3 200 000 000 000 druhů

07.05. 06:07 | Autor: Radek John

Asi nejprozkoumanější mikrob na světě je střevní tyčka Escherichia coli.

Živé organizmy najdete na zeměkouli téměř všude, kam se podíváte. Biologové by rádi věděli, kolik jich existuje druhů. Je to ale těžké zjistit, poněvadž většina z nich jsou neviditelní a nezachytitelní mikrobi.

Nejnovější a nejpřesnější pokus odhadnout počet druhů na zeměkouli dospěl k číslu mezi 0,39 až 3,2 bilionu. Bilion je milion milionů, jednička a za ní dvanáct nul. Je to číslo, které se dá bez váhání nazvat astronomickým. Například počet hvězd v naší Galaxii je asi 0,4 bilionu. Naprostá většina biologických druhů jsou mikrobi, to znamená organizmy, které nejsou viditelné neozbrojeným okem. Autoři odhadu, Kenneth Locey a Jay Lennon z Indianské univerzity, tvrdí, že jsme jich zatím stačili objevit jen jednu tisícinu. Bakteriální buňky vyfotografované elektronovým mikroskopem a dobarvené počítačem.

Vědě neznámých je 99,999 procent z nich. Badatelé prohlašují, že všechny dosavadní odhady počtu druhů na Zemi podcenily druhové bohatství mikrobů ve prospěch viditelných makroskopických organizmů, jako jsou třeba zvířata nebo rostliny.

Ještě nedávno byl jediný způsob, jak najít novou bakterii, vypěstovat ji v laboratoři. To se ovšem daří jen u malého zlomku organizmů. Posledních deset až patnáct let mohou vědci snadno identifikovat mnoho skrytých mikrobiálních druhů pomocí jejich DNA.

Neviditelné bakterie

Místo bakterie mají sice jen její geny, což znamená, že o ní vědí velice málo. Stačí to ale, aby zjistili, že je to nový, dosud neznámý druh. Biologové na celém světě zveřejňují data o složení společenstev na všelijakých neobvyklých místech - třeba v lidském střevě nebo v bachoru krávy. "Donedávna jsme postrádali nástroje ke správnému odhadu počtu mikrobiálních druhů v přirozeném prostředí, " vysvětlil Lennon. "Nástup nové genetické sekvenovací technologie nám poskytl bezprecedentní fond informací."

Locey s Lennonem použili data o pětatřiceti tisících takových společenstvech. Celkem obsahovala asi 5,6 milionů druhů organizmů, jak mikroskopických, tak makroskopických. K odhadu celkového počtu druhů využili vědci takzvané mocninné zákony.

Je to zvláštní typ vztahu, který se dá v přírodě najít velice často. Mocninný zákon má matematický tvar y = xz. Ypsilon je to, co chcete vypočítat, x je to, z čeho to chcete vypočítat, a z je konstanta. Biologové s mocninnými zákony většinou pracují v logaritmované formě, tedy log(y) = z × log(x), to ale není důležité. Ve fyzice je mocninných zákonů spousta. Na naší planetě žije bilion druhů.

Mocninné zákony

Dá se jimi popsat například vztah intenzity záření nějakého tělesa k jeho teplotě, nebo síla, kterou se navzájem přitahují molekuly. V biologii objevili vědci mocninné zákony, které dokáží předpovídat druhovou rozmanitost. Počet druhů, jež žijí na nějaké ploše, se dá odhadnout jejím umocněním určitou konstantou (Zrovna tenhle zákon je asi trochu složitější, ale zase je nejznámější). Mocninný zákon se hodí i na popis vztahu počtu druhů na určitém místě k celkovému počtu jedinců, kteří na něm žijí.

Zní to triviálně: když bude někde hodně jedinců, je logické čekat, že patří k více druhům. Podobné vztahy však často platí překvapivě univerzálně. Dají se použít o k odhadu počtu druhů v jedné kapce vody i na celé zeměkouli. Pomocí mocninného zákona se dá z celkového počtu jedinců odhadnout i počet jedinců druhu, kterého je v dané lokalitě nejvíc (třeba olší v olšovém lese).

Neznámý život

Locey a Lennon použili k odhadu celkového počtu druhů na Zemi poslední dva zmíněné vztahy. Z prvního jim vyšlo o chlup vyšší číslo, už zmíněných 3,2 bilionu, z druhého 0,39 bilionu. Oba odhady, zveřejněné společně s dalšími podrobnosti výzkumu v časopise PNAS, jsou si překvapivě blízko - samozřejmě v rámci možností, každému je jasné, že jsou velice hrubé. Mohlo by to znamenat, že na nich opravdu něco je. Jakkoliv je odhad nepřesný, je pořád nejlepší, jaký v současnosti máme. Neviditelné bakterie se dají zviditelnit vysazením misku s živinami, kde vytvoří kolonie pozorovatelné neozbrojeným okem.

Dá se číst i jen tak, že naše dosavadní představy o rozmanitosti života na zemi byly podhodnocené. Zatím jsme se jen zlehka dotkli jejího povrchu.

Nejambicióznější pokus ji popsat, mezinárodní projekt mapování lidského mikrobiomu, dosud zvládl odhalit jen asi deset milionů druhů bakterií. Proti biliónu, ke kterému došli Locey a Lennon, je to směšně málo.

Při interpretaci odhadu je však na místě opatrnost. Je možné, že někdo brzo dojde k jinému číslu. Není to tak dávno, co si zoologové mysleli, že je na Zemi čtyřicet milionů druhů zvířat. Později číslo snížili na něco přes čtyři miliony. Dnes se zase můžete dočíst o necelých devíti.

Foto: ČTK/AP/, ČTK/PICTURE ALLIANCE/Manfred Rohde/HZI, ČTK/APA/HELMUT FOHRINGER, NASA

Autor: Radek John