Om du skulle skriva till en utomjordisk brevvän i en avlägsen galax, hur skulle du beskriva livet på jorden? Skulle du beskriva dig själv? Din hund? Kanske fåglar eller fiskar eller ormar? Planeten vimlar av mångfald, men vad skulle vara mest representativt?
Enligt en ny studie skulle det vara bättre att beskriva något grönt.
Det mesta av livet ser inte ut som jag eller du – eller ens Fido. En nyligen genomförd folkräkning av alla levande varelser visade att växter är vanligast, åtminstone i massa. De väger in på cirka 83 procent av totalen. Så hur mycket bidrar andra livsformer? Och var passar människor in? Svaret är lite komplext. Det beror också på hur du mäter.
Under årens lopp har forskare runt om i världen genomfört undersökningar av enskilda arter och ekosystem. Men ingen hade undersökt hela jordens liv på en gång, konstaterar Ron Milo. Han är biolog vid Weizmann Institute of Science i Rehovot, Israel. Milo och hans doktorand Yinon Bar-On bestämde sig för att ta itu med den första all-inclusive sammanställningen.
Den totala massan av liv på jorden är sannolikt cirka 550 gigaton kol, uppskattar en ny studie.
Det skulle vara omöjligt att räkna varje träd, mus och bakterie. Istället använde forskarna matematik och statistik för att göra en välgrundad gissning om hur mycket liv som finns där ute. De började med data från många enskilda studier i olika regioner i världen. Sedan övervägde de hur lika andra regioner i världen var – platser som inte hade undersökts i detalj. Baserat på sådana data uppskattade Milo och Bar-On massan av allt liv på jorden.
Andra forskare har tittat på mindre pusselbitar. De har också studerat hur människor passar in. Det visar sig att människor definitivt är i minoritet, åtminstone vad gäller vikt. Ändå är de knappast oviktiga. Särskilt under de senaste århundradena har människor spelat en stor roll i att förändra balansen hos andra arter. Och de har gjort det på planetarisk skala.
Det finns cirka 7,6 miljarder människor på jorden, vilket låter mycket. Ändå är vår totala biomassa ungefär densamma som för alla världens termiter.
salajean/iStock/Getty Images Plus
Med siffror
Hur räknar man ihop alla levande varelser på jorden? Du kan försöka räkna individer. Eller så kan du räkna antalet arter som finns. Men Milo och Bar-On valde att fokusera på jordens totala levande biomassa.
Biomassa är i huvudsak vikten av organismer. Eftersom kol är en nyckelingrediens i molekylerna som utgör levande varelser, mäts biomassa ofta i termer av det kolet. När du pratar om många organismer samtidigt, kan deras biomassa uppgå till gigaton kol. En gigaton motsvarar vikten av cirka 73,5 miljoner lastade skolbussar.
Omkring 60 procent av djurrikets biomassa är leddjur, den grupp som omfattar insekter (som t.ex. dessa bin) och spindlar.
sommail/iStock/Getty Images Plus
Att tänka på biomassa kan vara särskilt användbart när man jämför arter av olika storlekar. När allt kommer omkring kan ett träd ha en större inverkan på den lokala miljön än 1 000 insekter som lever i dess grenar.
Den nya studien uppskattar att den totala massan av liv på jorden är cirka 550 gigaton kol. Milo och Bar-On beskrev hur de kom till denna summa den 19 juni i Proceedings of the National Academy of Sciences.
Genom att titta på tidigare studier av andra forskare identifierade Milo och Bar-On vissa mönster. Det fanns matematiska samband mellan biomassan i ett ekosystem och faktorer som temperatur, fukt och klimat. Med hjälp av dessa mönster kunde forskarna uppskatta biomassa på platser som ingen hade studerat.
Jordbruket har haft en enorm inverkan på balansen mellan livet på jorden. Cirka 96 procent av världens däggdjur, räknat i vikt, är icke-vilda djur, såsom boskap.
HAYKIRDI/iStock/Getty Images Plus
De fann att däggdjur bara utgör 0,167 gigaton av det totala antalet. Det är ungefär en tolftedel av massan av alla djur. Boskap – mestadels kor och grisar – är majoriteten av det. Vilda däggdjur, från elefanter och rävar till möss och rådjur, utgör bara cirka 4 procent av däggdjurens totala biomassa.
Jordbruket påverkade balansen i livet på jorden på andra sätt också. Kycklingar som fötts upp för kött och ägg väger cirka 0,005 gigaton. Det är ungefär tre gånger så mycket biomassa som alla vilda fåglar.
När det gäller människor finns det cirka 7,6 miljarder av oss på jorden. Tillsammans väger vi in uppskattningsvis 0,06 gigaton kol. Det kan låta mycket. Ändå är det ungefär lika med massan av jordens termiter. Lägger man ihop alla leddjur – insekter, spindlar, kräftdjur och annat med hårda yttre skal – utgör de cirka 60 procent av djurrikets biomassa. Det är 1,2 gigaton och en hel del ben!
Mikrober härskar
Nästan tre fjärdedelar av jordklotet är täckt av vatten. Ändå föredrar 86 procent av livet att bo på land, fann den nya forskningen.
För arter som inte gillar att leva ovanför ytan finns det gott om fastigheter nedanför. Forskarna fann att det finns nästan 12 gånger mer biomassa djupt under marken än vad det finns i havet. Det mesta är mikrober.
Det kan verka som att det är många fåglar som flyger genom himlen eller hänger i Antarktis. Men odlade kycklingar har ungefär tre gånger mer biomassa än alla världens vilda fåglar tillsammans.
Mlenny/Getty Images
Underjordiska akviferer – nedgrävda vattenkroppar – är hem för många av dessa stora underjordiska samhällen av mikrober. Tillsammans kallas dessa underjordiska ekosystem ofta för den djupa biosfären (eller levande zonen).
“Den djupa biosfären är en betydande del av livet på jorden,” åtminstone i massa, säger Sean McMahon. Han arbetar vid University of Edinburgh i Skottland. Som geobiolog studerar han hur levande varelser och deras miljö samverkar. McMahon fokuserar på den djupa biosfären.
“Det är en gräns för utforskning som vi vet väldigt lite om”, säger han. Och han tillägger att det “ständigt dyker upp överraskningar.” Dessa inkluderar nya typer av mikrober och nya sätt som mikrober interagerar med mineraler. Med så lite syre och så lite näringsämnen på djupet, tenderar livet där att växa långsamt. Men det betyder också att individer kan leva väldigt länge.
(Egentligen lever förmodligen de allra äldsta mikroberna på jorden i den djupa biosfären under havsbotten. Vissa kan vara tusentals eller till och med miljoner år gamla, uppskattar Hans Roy från Aarhus Universitet i Danmark.)
Förklarare: Prokaryoter och eukaryoter
En bakteriecell är bara ungefär en tiondel av storleken på de flesta djurceller. Men även om mikrober är för små för att se, har de fortfarande massa. Och med tanke på jordens enorma populationer av mikrober ökar den massan. Biomassan av bakterier är större än alla fåglar och däggdjur tillsammans. Det är också sant för vart och ett av livets mikroskopiska rike: arkéer (Ar-KEE-uh) och protister. Det gäller till och med virus.
“Dinosaurier styrde aldrig jorden – det var bakterier hela tiden”, säger McMahon.
Även om du inte kan se dem utan ett mikroskop, utgör bakterier och andra mikrober en betydande del av jordens biomassa.
Sanofi Pasteur/Flickr (CC BY-NC-ND 2.0)
Naturligtvis är sådana små organismer svåra att räkna. De flesta undersökningar uppskattar bara deras antal. För att beräkna sin biomassa multiplicerar forskarna antalet celler med den sannolika vikten av varje cell (baserat på dess storlek).
Men forskarnas idéer om en genomsnittlig cellstorlek har förändrats under åren, konstaterar Barny Whitman. Det gör saker och ting komplicerade. Whitman är mikrobiolog vid University of Georgia i Aten.
“I slutet av 90-talet var de flesta uppskattningar av cellstorlek ungefär fyra eller fem gånger större än de är nu”, säger han. “Sedan dess har människor upptäckt ett stort antal mycket små celler.” Så biologer har varit tvungna att justera sin biomassa för att ta hänsyn till mindre bakterier.
Denna typ av osäkerhet är en viktig del av alla studier. Vetenskapen är sällan säker. Istället försöker forskare uttrycka hur väl de kan något, eller hur mycket större eller mindre ett antal kan vara. Denna osäkerhet återspeglar ofta hur svårt det är att mäta något. Till exempel vet forskare inte exakt hur stora mikrober är, och många av dem är gömda under jorden. Växter är lättare att hitta och mäta, så deras biomassa har mindre osäkerhet.
I slutändan, hävdar Whitman, är de övergripande resultaten om jordens biomassa viktigare än detaljerna. Även om forskare inte kan vara helt säkra på hur många encelliga organismer det finns, vet de fortfarande att bakterier överväger något djur.
Mänsklig inblandning
Här är en representation av livets relativa biomassa efter allmänna typer. För däggdjur (röd boll), klicka för att se de relativa massorna efter undertyper (som människor).
Grafik: L. Steenblik Hwang; Data: YM Bar-On et al/PNAS
2018
Moderna människor har bara funnits i cirka 300 000 år. Det är bara en blixt i geologisk historia. Ändå har vi satt våra spår på planeten. Vi har förändrat jordens terräng och dess kemi. Vi har också påverkat mångfalden, förekomsten och biomassan hos många andra arter.
Till exempel, för mellan 15 000 och 10 000 år sedan dog hälften av jordens stora däggdjursarter ut. (“Stor” betyder i det här fallet däggdjur som väger mer än 45 kg, eller 100 pund.) Mänskliga aktiviteter, som att jaga eller förstöra livsmiljöer, verkar till stor del ha drivit den utrotningen. Det är åtminstone vad en studie från 2014 kom fram till. Studien gjordes av Christopher Sandom och hans kollegor vid Aarhus Universitet i Danmark.
Milo och Bar-On uppskattar nu att under mänsklighetens historia har 90 procent av djurens biomassa försvunnit.
Växtriket har fått en liknande träff. Dess massa har minskat med hälften sedan människor började ströva runt på planeten. Och de grödor som människor odlar utgör bara 2 procent av grönskan idag. Med andra ord, vi har inte helt ersatt de växter som vi röjde bort för att ge plats åt gårdar och expanderande städer.
Forskare säger: Latitud och Longitud
Med klimatförändringarna kommer den totala mängden växtliv på jorden att fortsätta att minska, enligt forskning av Tom Crowther. Han är ekolog vid ETH Zürich, ett universitet i Schweiz. Han har studerat hur vår planets växtliv kommer att förändras i framtiden.
Idag växer 43 procent av jordens träd i tropikerna. Det är den varma regionen nära ekvatorn. Dess växtsäsong varar hela året och förklarar till stor del varför växter kan växa tätare där än på högre breddgrader. (Latitud mäter hur långt en plats är från ekvatorn. Platser med höga breddgrader är närmare polerna, som Sibirien eller norra Alaska.)
Men klimatförändringar orsakade av människor har värmt upp de höga breddgraderna snabbare än resten av planeten. Det är särskilt sant i Arktis. Som ett resultat kan fler växter flytta in och växa där, säger Crowther. Så världens totala mängd skogsmark kommer att öka.
Men klimatförändringar och nedskärningen av grönska på tropiska platser har gjort vissa av dessa platser torrare. “Träden gillar inte det,” säger Crowther. Så även om mer mark är tillräckligt varm för att stödja träd, förutspår han att den totala biomassan av träd kommer att falla. Hur mycket? Håll ögonen öppna. Crowther håller på med några beräkningar just nu. I vilket fall som helst kommer växter sannolikt fortfarande att dominera livet på jorden. Men den levande planeten kan se väldigt annorlunda ut.
Klassrumsfrågor
År 2050 kan jorden vara värd för 9,7 miljarder människor. Vår mänskliga biomassa kommer då fortfarande inte att väga tyngre än bakterier. Men balansen mellan djur och växter kan fortsätta att förändras så att vi får ännu mer boskap och grödor och ännu mindre vilda djur. Detta innebär att jordens biologiska mångfald – livets mångfald – kommer att krympa. Och det kan vara dåligt för livsmiljöernas hälsa. Om trenderna fortsätter kommer det att finnas färre livsformer för dig att skriva din brevvän om.
Biomassastudier som dessa är ett sätt att projicera hur framtiden kan se ut och hur snabbt stora förändringar i arter eller ekosystem kan inträffa. De hjälper oss också att förstå vilken roll människor spelar i dessa förändringar. Det kan hjälpa oss att lära oss vilka organismer (stora eller små) som mest behöver skyddas.
Leave a Reply