Na Ziemi może być trzy razy więcej gatunków owadów, niż dotąd sądzono

Szacunki mówiące o sześciu milionach gatunków owadów miały mniej więcej 40 lat. Teraz pojawiły się nowe wyliczenia, oparte na informacjach genetycznych dotyczących 1,6 miliona osobników reprezentujących wysoce zróżnicowaną grupę os pasożytniczych z Kostaryki. Po zbadaniu tak wielkiej próbki i wdrożeniu metod statystycznych do nowych oszacowań, ostrożne przewidywania szacują teraz całkowitą liczbę gatunków owadów w przedziale 14–20 milionów.

Wyniki nowej pracy szacującej liczbę gatunków owadów (nie samych owadów, bo takie oszacowania są jeszcze bardziej mgliste) opublikowane niedawno w czasopiśmie „Proceedings of the National Academy of Sciences” (PNAS) sugerują w dodatku, że odkryto dotychczas jedynie ułamek tych gatunków.

Skąd ta ogromna różnorodność?

Ziemia jest planetą owadów tak samo a może nawet bardziej niż ludzi. Krzątają się po niej biliony mrówek, a samych gatunków świetlików może być nawet blisko 2,5 tysiąca.

Ogromna różnorodność owadów wynika z szeregu przyczyn. Na przykład z tego, że wiele z nich przechodzi metamorfozy w trakcie cyklu życiowego, co sprawia, że wykorzystują różne siedliska w zależności od etapu swojego rozwoju. Na przykład gąsienice we wczesnej fazie życia żywią się roślinami, a gdy stają się motylami lub ćmami, żywią się głównie nektarem kwiatowym.

Owady są przeważnie małe, co sprawia, że populacje określonych gatunków występują na bardzo ograniczonych obszarach. Jeśli są to miejsca mało zbadane lub niedostępne, to trudno dokładnie określić, ile i jakich gatunków w ogóle istnieje. Biorąc pod uwagę, jak trudno jest zbierać egzemplarze wszystkich gatunków i odmian organizmów, które doskonale potrafią się ukrywać, dokładne policzenie gatunków owadów jest wielkim wyzwaniem.

Czytaj również

"To przełomowy moment". Naukowcy stworzyli sztuczną komórkę

Ta planeta może przypominać Ziemię. Nowe badania przyniosły zaskakujące wyniki

Planeta przetrwała u boku „martwej gwiazdy”. Naukowcy: "Nie powinna istnieć"

Naukowcy sprawdzili, czy ziemskie życie przetrwa na Marsie. Wyniki zaskakują

Jedzenie owadów nie było normą nawet wśród praludzi. Naukowcy opublikowali badania

Zakaz trzymania zwierząt na uwięzi. Jest decyzja Sejmu

Jak z lokalnych danych z Kostaryki wyliczono globalną liczbę gatunków owadów?

W ramach badań nad nowymi oszacowaniami liczby gatunków zespół naukowców korzystał z intensywnie pobieranych próbek owadów na obszarze chronionym Área de Conservación Guanacaste (ACG), obejmującym 169 tysięcy hektarów w północno-zachodniej Kostaryce. Tych metod było trzy.

Dwie z nich polegały na zastosowaniu pułapek przypominających namioty, zwanych pułapkami Malaise’a, w tym zestawu pułapek głównych i zestawu peryferyjnego. Trzecia zaś polegała na zbieraniu gąsienic i analizowaniu gatunków os, które się z nich wyłoniły. W piętnastu głównych pułapkach typu Malaise schwytano ponad 1,6 miliona okazów owadów. Wszystkie z nich zostały oznaczone genetycznymi “kodami kreskowymi” za pomocą techniki polegającą na sekwencjonowaniu niewielkiego fragmentu DNA w celu określenia unikatowego gatunku. Główne pułapki typu Malaise dostarczyły łącznie blisko 54 tysiące gatunków owadów. Pozostałe zestawy próbek pozwoliły zidentyfikować 1 414 gatunków os z podrodziny Microgastrinae.

Po operacji łapania os i znakowania ich nadszedł czas na matematykę. Badacze wykorzystali metody statystyczne w celu określenia stosunku liczby os z podrodziny Microgastrinae wykrytych w regionie ACG do liczby tych, które potencjalnie pozostały niewykryte. Wartość tego stosunku liczbowego przeniesiono następnie do większej liczby, wynoszącej łącznie blisko 54 tys. owadów. Miało to na celu oszacowanie rzeczywistej liczby wszystkich gatunków owadów w regionie ACG, która wyniosła blisko 333 tysięcy.

Dalej, by oszacować za pomocą tej metody, ile gatunków owadów może występować na całym świecie, określono stosunek szacowanej liczby gatunków drzew na świecie (około 73 tysięcy) do szacowanej liczby gatunków drzew w ACG (1200–1500). Stosując współczynnik dotyczący drzew do szacowanej liczby 333 tys. gatunków owadów w regionie ACG, zespół badawczy ostatecznie oszacował, że całkowita liczba gatunków owadów na świecie wynosi od 14 do 20 milionów.

Co z owadami, które się chowają w niedostępnych miejscach?

Głównym problemem jest to, że większość gatunków owadów występuje rzadko, a nawet przy ogromnych próbkach badawczych wciąż odkrywa się nowe gatunki 

– wyjaśniał magazynowi „Popular Science” Robert Colwell, entomolog współpracujący z uniwersytetami Kolorado i Connecticut, współautor badania w Kostaryce.

Zebraliśmy ponad 1,6 miliona osobników z pułapek funkcjonujących przez 69 lat w Kostaryce i nadal nie udało nam się schwytać wszystkich przedstawicieli wszystkich tamtejszych gatunków. Wyzwaniem jest oszacowanie nie tylko tego, co odkryto, ale także tego, ile jeszcze brakuje.

Naukowcy wskazują, iż “rzadkie i wysoce wyspecjalizowane gatunki” zajmują na tyle specyficzne i wąskie nisze ekologiczne lub wykazują na tyle specyficzne zachowania, że mogą zostać pominięte przez pułapki określonego typu. Wiele z nich prawdopodobnie okaże się pasożytami, owadami, które kończą swój cykl życiowy wewnątrz innych owadów, co oznacza, że są one wplecione w sieci pokarmowe, które trudno w pełni poznać, bo na grupę gatunków owadów nakłada się grupa specyficznych dla określonych gatunków pasożytów. Niektóre znów gatunki, jak zauważają badacze, mogą występować wyłącznie w koronach drzew, których zastosowane metody w ogóle nie obejmują.

Ogólnie uczeni zwracają uwagę, że uzyskane przez nich wyniki wskazują na istnienie dużej liczby nieopisanych owadów, czyli takich, które nie mają jeszcze nazwy. Opisane i nazwane gatunki to co innego. Ich liczba jest zresztą znacznie mniejsza.

Bo czym innym są oszacowania oparte głównie na metodach statystycznych a czym innym dokładne zbadania i poznanie tych wszystkich gatunków. Naukowcy opisali dotychczas, co oznacza, że nadali im nazwy i scharakteryzowali je w taki sposób, aby inni mogli je zidentyfikować, jedynie około 1,2 miliona gatunków owadów.

Dlaczego owady są tak trudne do dokładnego policzenia?

●      Metamorfoza – wiele owadów w różnych fazach życia zajmuje różne siedliska i odżywia się inaczej (np. gąsienice jedzą liście, dorosłe motyle – nektar).

●      Niewielkie rozmiary – małe ciała ułatwiają zasiedlanie bardzo ograniczonych, trudno dostępnych obszarów.

●      Słabo zbadane siedliska – wiele gatunków żyje w miejscach rzadko penetrowanych przez naukowców, np. w koronach drzew.

●      Rzadkość występowania – większość gatunków owadów jest rzadka, więc nawet ogromne próbki badawcze wciąż ujawniają nowe gatunki.

Jak liczba owadów wypada na tle całego świata zwierząt i wszystkich organizmów żywych?

Owady, choć tak liczne, że dokładnie nie wiadomo jak liczne, to wciąż tylko część świata zwierząt i szerzej – zbioru wszystkich żywych stworzeń. Liczbę zwierząt na kuli ziemskiej można wyrazić jako liczbę osobników, liczbę gatunków lub biomasę. Do 2017 roku najlepsze szacunki dotyczące całkowitej liczby gatunków w królestwie zwierząt zawierały się w przedziale od 1,5 do 11 milionów. Późniejsze badania znacznie te szacunki zmodyfikowały.  Obecnie uważa się, że wszystkich gatunków zwierząt na Ziemi może być 164 miliony. Jeśli uwzględnić wszystkie inne formy życia na naszej planecie, rośliny, grzyby, mikroorganizmy i tak dalej. to szacunkowa liczba gatunków może sięgać nawet sześciu miliardów.

Amerykański badacz Brian Tomasik w opublikowanym w 2009 roku eseju oszacował liczbę poszczególnych osobników dzikich zwierząt na naszej planecie na około 20 000 121 091 000 000 000. To ponad 20 trylionów. Jeśli ktoś lubi takie wyliczenia, to dawałoby ponad średnio 120 mld osobników na gatunek.

Sporo, zważywszy, że osobników gatunku Homo sapiens jest piętnaście razy mniej a większość gatunków zwierząt większych, ssaków, ptaków czy ryb, jest zdecydowanie mniej liczna niż ludzie. Wydaje się, jeśli uznać te szacunkowe liczby, że za tę wysoką średnią odpowiadają głównie te małe, brzęczące, bzykające i pełzające po każdym niemal zakamarku planety.

Źródła:

• https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2524283123
• https://simonmustoe.blog/how-many-animals-are-there-in-the-world/
• https://reducing-suffering.org/how-many-wild-animals-are-there/

FAQ: Ile jest owadów na Ziemi?

1. Ile gatunków owadów żyje obecnie na Ziemi według najnowszych szacunków? Nowe badanie opublikowane w czasopiśmie „Proceedings of the National Academy of Sciences” (PNAS) szacuje, że na Ziemi może występować od 14 do 20 milionów gatunków owadów. To znacznie więcej niż wcześniej przyjmowana liczba ok. 6 milionów.
2. Na jakich danych oparto nowe wyliczenia? Naukowcy przeanalizowali informacje genetyczne dotyczące 1,6 miliona osobników wysoce zróżnicowanej grupy os pasożytniczych z Kostaryki, a następnie zast osowali metody statystyczne, by na tej podstawie oszacować całkowitą liczbę gatunków owadów na świecie.
3. Gdzie prowadzono badania terenowe, na których oparto wyliczenia? Próbki zbierano na obszarze chronionym Área de Conservación Guanacaste (ACG) w północno-zachodniej Kostaryce, obejmującym około 169 tysięcy hektarów.
4. Ile owadów i gatunków udało się złapać i oznaczyć w badaniu? W piętnastu głównych pułapkach Malaise schwytano ponad 1,6 miliona okazów owadów, co pozwoliło wyodrębnić blisko 54 tysiące gatunków. Pozostałe metody pozwoliły zidentyfikować 1414 gatunków os z podrodziny Microgastrinae.
5. Jak z lokalnych danych z Kostaryki wyliczono globalną liczbę gatunków owadów? Naukowcy obliczyli stosunek liczby wykrytych os z podrodziny Microgastrinae do liczby potencjalnie niewykrytych, a następnie przełożyli tę proporcję na blisko 54 tysiące owadów złapanych w regionie ACG, uzyskując szacunek około 333 tysięcy gatunków owadów w tym regionie. Następnie, korzystając ze stosunku liczby gatunków drzew na świecie (ok. 73 tys.) do liczby gatunków drzew w ACG (1200–1500), przeskalowali ten wynik na cały świat, otrzymując przedział 14–20 milionów gatunków.
6. Ile gatunków owadów zostało dotychczas formalnie opisanych przez naukę? Naukowcom udało się dotychczas opisać i nazwać jedynie około 1,2 miliona gatunków owadów – to niewielki ułamek szacowanej rzeczywistej liczby gatunków.
7. Dlaczego owady są tak trudne do dokładnego policzenia? Wynika to m.in. z metamorfozy, którą przechodzi wiele owadów (co sprawia, że na różnych etapach życia zajmują różne siedliska), z bardzo małych rozmiarów wielu gatunków, ograniczonego zasięgu ich występowania oraz z faktu, że żyją w trudno dostępnych lub słabo zbadanych miejscach.