Специалисты крупнейшего проекта по изучению Мирового океана Census of Marine Life — «Перепись морской жизни» — опубликовали последние данные подсчетов числа видов живых организмов на Земле. Самые точные подсчеты показали, что
6,6 млн видов живут на суше и еще 2,2 млн бороздят океанские глубины.
«Вопрос о том, сколько видов живых организмов существует на Земле, столетиями интересовал ученых. Мы дали ответ на него, основываясь на данных о распространении и распределении видов, что особенно важно сейчас, когда человеческая деятельность существенно увеличила темпы вымирания видов. Многие из них исчезают с лица Земли еще до того, как мы узнаем об их существовании, месте в пищевых цепях и потенциальной пользе, которую они приносят природе и человеку», — считает Камило Мора, ведущий автор работы из Университета Гавайев (США) и Университета Халифакса (Канада).
Предыдущие оценки «населения» Земли были гораздо более расплывчатыми:
приводились цифры как в 3 млн, так и в 100 млн видов.
Однако сужение интервала не значит, что все на Земле уже известно. 86% обитателей суши и 91% обитателей морей еще только предстоит открыть, описать и каталогизировать.
«Эта работа сокращает самое общее число видов, которое следует узнать, чтобы описать нашу биосферу. Если мы не знаем (хотя бы по порядку величины) числа людей в стране, как мы можем строить планы на будущее? То же самое и с биологическим разнообразием. Человечество взяло на себя обязательство охранять виды от вымирания, но до сих пор мы не знали, сколько вообще этих видов», — считает соавтор работы Борис Уорм.
В международную Красную книгу сейчас входит 59508 видов, 19625 из них классифицированы как находящиеся под угрозой. Это значит, что самый детальный на Земле документ об охране видов охватывает всего 1% общего «населения».
Как же ученым удалось посчитать и неоткрытые виды? Для этого им пришлось собрать все принципы таксономии — науки о классификации. В 1758 году шведский ученый Карл Линней создал систему классификации, носящую теперь его имя и помогающую ученым группировать виды. Сегодня, 253 года спустя, описаны и каталогизированы около миллиона сухопутных и 250 тысяч морских видов.
Профессор Мора и его коллеги рассчитали общее число видов, основываясь именно на таксономии.
Они изучили численную структуру таксонов, которые формируют пирамидоподобную иерархическую структуру, сужающуюся от видов, родов и семейств к подцарствам и царствам.
Распределив по ступенькам иерархии 1,2 млн известных сегодня видов, исследователи обнаружили достоверную численную связь между наиболее заполненными таксономическими уровнями и общим количеством видов. С помощью разработанного метода ученые независимо вычислили число видов в наиболее полно изученных группах — млекопитающих, рыб и птиц. Полученные данные подтвердили достоверность метода.
Применив этот подход ко всем эукариотам (организмам, содержащим в клетках оформленное ядро), ученые получили для их основных групп следующие цифры:
— 7,77 млн видов животных (описаны и каталогизированы 953434);
— 298 тысяч видов растений (описаны и каталогизированы 215644);
— 611 тысяч видов грибов (описаны и каталогизированы 43271);
— 36,4 тысячи видов одноклеточных животных (8118 описаны и каталогизированы).
Все живое на планете поражает своим многообразием. С самых давних времен человечество изучало, пыталось упорядочить и посчитать количество видов на планете. Но и сегодня, несмотря на довольно высокую степень развития биологии, ни один ученый не сможет ответить точно на вопрос, сколько видов животных на Земле сосуществует рядом с нами.
Общие понятия
Под видом в биологии понимают группу живых организмов, сходных по некоторым критериям и способных к скрещиванию с рождением плодовитого потомства.
Критериев вида предостаточно:
- морфологический (внешнее и внутреннее строение);
- генетический (строение генома);
- биохимический (сходство процессов обмена);
- физиологический (сходство процессов жизнедеятельности);
- географический (ареал обитания);
- экологический (место в экологической нише).
Можно и расширить этот список. Для определения вида и внесения его в систему классификации необходимо проведение довольно кропотливого анализа.
Животные и растения
Как ни странно, но даже в определении принадлежности организма к тому или иному таксону может вызывать сложности. На сегодня биологи склоняются к тому, что животные - это организмы, использующие для жизнедеятельности уже готовые органические вещества и неспособные синтезировать их из неорганических. Растения сами синтезируют органику для своих процессов жизнедеятельности. Опять же, это очень упрощенно.
Эволюционные сложности
Подсчитать сколько видов животных и растений на Земле существует в данный момент времени, довольно проблематично с учетом ежесекундной эволюции. Каждый вид когда-то появляется, переживает расцвет или упадок, исчезает или эволюционирует.
Некоторые биологи приводят данные о том, что каждый час на планете безвозвратно исчезает три вида живых организмов, соответственно, за день исчезнет порядка 72 видов. О том, сколько видов возникает, можно судить по тому, что ежегодно классификация и систематика пополняется тысячами новых описанных видов. Показательно, что практически каждый улов с помощью глубоководных тралов исследовательских суден приносит океанологам представителей, не описанных ранее видов.
Данные палеонтологии
Сколько видов животных существует на Земле? По расчетам палеонтологов, это 2-3 % от общего количества, появившихся на планете с момента зарождения жизни. Вымирание - нормальный для эволюции процесс такой же, как и возникновение новых видов. Поэтому ответ на вопрос, сколько видов животных осталось на Земле, требует определения временных рамок. Природный отбор в борьбе за существование никто не отменял.
Например, есть данные, что с 1600 по 1969 год с лица земли исчезло 38 видов класса млекопитающих и 94 вида класса птиц.
Исчезнувшие или все-таки нет?
Есть такая международная комиссия по сохранению видов (IUCN), по данным которой 801 вид животных, официально описанных, исчез с лица Земли за последние 500 лет. Иногда вид, объявленный исчезнувшим, возобновляет свое существование.
В 20-х годах предыдущего столетия так случилось с северным морским слоном. Вид был признан исчезнувшим в результате безжалостного истребления человеком. Однако затерявшаяся группа слонов на окраине Мексики, на маленьком острове Гуадалупе, сумела выжить, и чудом из порядка 100 особей этот вид крупных млекопитающих смог восстановить свою численность. Сегодня вид не находится под угрозой вымирания.
Так ли страшно исчезновение
Как может повлиять исчезновение одной лишь бабочки на эволюцию живого на планете, знают даже дети. Все смотрели одноименный голливудский блокбастер. Сюжет фильма имеет вполне реальную подоплеку. Биологи приводят пример, как изменение одного вида в экосистеме поймы Амазонки, приводит к колоссальным последствиям. Вплоть до изменений рельефа. Так что жизнь одной маленькой бабочки в природе, где все связано тончайшими нитями-связями, так же важна, как и существование всего человечества.
И все-таки, сколько видов животных на Земле?
Как бы там ни было, попытки определить количество видов предпринимаются. Последние научные работы университетов в Канаде и на Гаваях приводят цифру в 8,7 миллиона - вот сколько видов животных на Земле существует сегодня. Причем 80 % из этой цифры - это виды еще не описанные современной наукой. Вопросов у неспециалистов по данному поводу не меньше, чем у профессиональных систематиков.
Другие данные говорят о существовании 150 миллионов видов, изучены из которых только 1,5 миллиона.
Зачем считать?
Знание о том, сколько видов животных на Земле, по мнению биологов, имеет не только теоретический интерес. Практическое значение таких знаний позволит экологам подсчитать, при каких потерях наступит экологической катастрофы планетарного масштаба. Такие расчеты имеют свои методики и могут помочь разработать способы, позволяющие сохранить стабильными экосистемы, которые определяют существование жизни на планете.
Точных данных о количестве видового не узнает никогда. Таков прогноз биологов. Мы будем всегда гадать на плюс, минус миллион. Однако это не дает повода человечеству отказаться от беспокойства. Хрупкость экосистемы планеты, значимость каждого, даже ничтожного организма в биосфере - величайшая ценность, подаренная природой.
Животный мир с его неописуемым разнообразием размеров, форм, строения, окрасок, образа жизни множества загадочных существ изучен до сих пор недостаточно. Правда, ученые уже насчитывают около 80 тыс. видов моллюсков, 27 тыс. паукообразных, 20 тыс. ракообразных, 18 тыс. рыб, 15 тыс. червей, по 5 тыс. иглокожих и губок, 4 тыс. рептилий и т. д. Тем не менее ни один ученый-зоолог не сможет дать точный ответ на простой вопрос: а сколько же всего видов животных, больших и маленьких, составляют фауну нашей планеты? Особенно трудно с изучением мелких животных, таких, например, как некоторые отряды и семейства клещей, пауков, насекомых, червей и др. Энтомологам (специалистам по насекомым) очень часто приходится избирать себе на первый взгляд очень узкое поле деятельности, например изучать жуков какого-нибудь одного рода или семейства. Это не прихоть - в одном семействе могут быть сотни видов, различать и искать в природе их нелегко, а кроме того, нужно еще узнать, где, когда, сколько и как самка откладывает яички, где и сколько времени развиваются личинки и многое другое. Без этого нельзя определить причины распространения вида в одних угодьях и отсутствия в других, способы борьбы с вредным видом и возможные приемы защиты и использования полезного вида.
Из всех классов позвоночных животных лучше других изучены птицы. Они подвижны, шумливы, красивы; многие чудесно поют. Отыскивать их довольно легко, наблюдение за ними может доставлять большое удовольствие. Понятно, почему тысячи любителей в разных странах мира издавна с упоением занимаются изучением птиц и помогают орнитологам-специалистам в их исследованиях. Точные подсчеты показали, что число видов птиц, населяющих нашу планету, равняется всего 8635 или 8548 (часть ученых считает некоторые виды только подвидами). Нужно добавить, что у многих птиц самцы и самки сильно отличаются по размерам, форме оперения и окраске, оперение изменяется также в зависимости от возраста птицы, сезона и географического положения местности. Кроме упомянутых 8 тыс. видов, существуют еще десятки тысяч подвидов птиц. Все это значительно увеличивает пестроту и огромное разнообразие мира пернатых.
Млекопитающих насчитывают около 3500 видов, но число это не окончательное, оно непрерывно увеличивается, так как ученые ежегодно находят и описывают до 30-40 видов, ранее неизвестных науке, в основном это виды мелких грызунов и летучих мышей. Виды крупных млекопитающих, таких, как слон, буйвол, медведь, немногочисленны. В большинстве мест преобладают мелкие зверьки, причем на обширных участках континентов первое место по численности занимают грызуны. Например, у нас в СССР водится 143 вида грызунов, а это примерно около половины всего списка наших млекопитающих.
Но первое место по числу видов и по значению в жизни людей занимают насекомые. По предположениям одних энтомологов, число видов известных науке насекомых уже достигло 1 500 000, по другим предположениям, их (вместе с теми, которые пока еще не открыты) около 10 млн. Утверждают, что только 1% видов насекомых приносит вред продуктам, вещам и постройкам, ценным растениям полей, огородов, садов, лесным породам, сельскохозяйственным животным и здоровью самих людей, остальные - полезны или безвредны. Но и один процент - это многие тысячи видов. Среди них: комары - переносчики желтой лихорадки и малярии, мошки, слепни и дождевки - переносчики туляремии и сибирской язвы, блохи грызунов - хранители и переносчики бацилл чумы, мухи цеце - переносчики возбудителей сонной болезни и многие, многие другие. Численность особей многих насекомых огромна. Например, очень мелких ногохвосток, живущих на поверхности и в верхних слоях почвы, на 1 м 2 приходится от нескольких тысяч до 700 тыс. особей, в зависимости от обилия отмерших листьев, цветочной пыльцы, спор и мицелия грибов, составляющих их пищу. Эти крошечные и очень древние насекомые (их отпечатки известны в сланцах возраста 300- 400 млн. лет) выполняют важную работу по созданию и сохранению плодородия почвы.
Энтомологи уже попытались вычислить вероятное суммарное количество всех насекомых на Земле; оно изображается единицей с 18 нулями, т. е. миллиардом миллиардов, причем эта цифра несколько занижена. На каждого человека приходится не менее 250 млн. этих мелких животных. Можно утверждать, таким образом, что Земля переживает период расцвета жизни насекомых (как когда-то рептилий).
Количество животных и растений на Земле
Количество видов эукариотических организмов на нашей планете примерно равно 8,7 миллиона. Правда, на сегодня описано только 15%, а потому на открытие оставшихся видов у биологов может уйти около пятисот лет.
Карл Линней предложил бинарную номенклатуру для описания видов живых существ и заложил основы современной классификации живого мира более 250 лет назад. За это время было открыто и классифицировано около 1,2 млн видов животных и растений. И чем больше биологи делали открытий, тем чаще они задумывались о том, сколько всего на Земле живого. Примерные оценки варьировались от 3 до 100 млн.
Группа учёных из Дальхаузского университета (Канада) предлагает свой, «наиболее корректный» способ оценки биоразнообразия планеты. По её прикидкам, опубликованным на сайте PLoS Biology, общее число видов живых существ примерно равно 8,7 млн плюс-минус 1,3 млн.
В своей работе исследователи опирались на существующую таксономическую систему живых организмов. Животные и растения описываются таксономическими рангами всё более высокого порядка: вид - род - семейство - порядок (отряд) и т. д. Число видов всегда больше, чем число родов, а число родов всегда больше, чем количество семейств, так что соотношение таксономических рангов между собой можно представить в виде пирамиды. Учёные использовали численную пропорцию, связывающую разные ступени пирамиды, для предсказания того, сколько живности насчитывает её самая нижняя (видовая) ступень. Этот метод, по их словам, работает не только со всей таксономической массой видов, но и с её подразделениями. Так, полученные видовые результаты согласуются с реальным положением дел у млекопитающих, птиц, рептилий и амфибий.
Итак, по расчётам канадцев, в Мировом океане обитает 2,2 млн видов, на суше - 6,5 млн. Животных на планете всего около 7,8 млн видов, грибов - 611 тыс., растений - 300 тыс. При этом растениям повезло больше всего: из них описано 72% видов, тогда как животных - 12%, грибов - только 7%.
Необходимо отметить, что исследователи занимались лишь эукариотами и не пытались предсказать число видов бактерий. С другой стороны, современная систематика - наука динамичная, многие таксоны меняют своё место в иерархии, систематическое положение многих видов не застраховано от изменений.
Представление о том, сколько видов живёт на Земле, может быть полезно не только с теоретической, но и с практической точки зрения, поскольку это позволит более точно оценивать влияние человека и его роль в биосфере. Что же до «простых зоологов», непонятно, радоваться им открывшемуся изобилию или наоборот: за последние 250 лет было описано менее 15% видов, и, если не принимать в расчёт сокращение биоразнообразия, на открытие оставшихся животных и растений должно уйти около 480 лет.
Растительный мир, или флора Земли - совокупность всех типов ядерных, многоклеточных, фотосинтетических растений, найденных в . Большая часть организмов - это , которые синтезируют свою пищу с помощью солнечной энергии, но есть и растения-гетеротрофы и очень мало видов, являющихся как автотрофами, так и гетеротрофами. История жизни на Земле и существование многих организмов буквально зависят от жизни растений. Поскольку животные не могут получать энергию непосредственно от Солнца, они должны есть растения (или других животных, которые имеют травоядный рацион), чтобы выжить. Растения также обеспечивают кислородом людей и животных, потому что поглощают углекислый газ в и выделяют кислород в атмосферу.
Разнообразие растительного мира
Растения распространены на суше, в океанах и в пресной воде. Они существовали на нашей планете миллионы лет. Количество видов ныне существующих зелёных растений представлено в следующей таблице:
В таблице приведено суммарное количество различных видов зеленых растений (Viridiplantae ). Предполагается, что существует около 300 000 видов живых Viridiplantae , из которых 85-90% являются цветущими растениями. (Примечание от автора: поскольку данные взяты из разных источников и имеют разные даты, в некоторых случаях подсчеты подвержены некоторой неопределенности)
Отличия растений от животных
Австралия
Эвкалипт царственный
Флора Австралии характеризуется наличием большого количества эндемичных видов - растений, которые не встречаются больше нигде. Тем не менее с появлением переселенцев, на материке прижились многие другие "не родные" виды. Австралийская растительность характеризуется преобладанием двух типов растений - эвкалиптов и акаций.
Азия
Азия имеет наибольшее разнообразие растительного мира из всех частей света, поскольку занимает самую большую площадь, находится в различных климатических поясах и природных зонах. Здесь можно встретить более 100 тыс. видов растений, от тропических до арктических, что составляет около 40% флоры Земли. На материке также есть большое количество эндемичных растений.
Антарктида
Колобантус кито
Антарктида является самым негостеприимным местом на Земле как для , так и растений. Здесь нет деревьев, а только присутствует два вида цветковых растений и множество мхов, лишайников, водорослей и т.д. материка очень хрупкая и страдает из-за изменений климата и деятельности человека.
Африка
Молочай колючка
Африка - второй по величине континент мира, служащий домом для многих уникальных растений. Флора материка распределена по трем основным - , и . При этом не имеют широкого видового разнообразия, ведь этот биом характеризуется сложными климатическими условиями, включая высокие температуры и засухи. Пустыня Сахара, расположенная на севере Африки, является одним из самых сухих мест на Земле. Тем не менее африканские влажные вечнозеленые , содержат большое разнообразие растений.
Европа
Несмотря на то, что Европа находится на одном материке с Азией, называемом Евразией, здесь нет такого богатого видового разнообразия растительного мира, как у восточного соседа. На флору Европы в значительной степени повлиял горный хребет Альп, простирающийся с запада на восток.
Северная Америка
На территории Северной Америки находятся основные биомы планеты, от пустынь до арктических тундр. Каждый биом характеризуется совокупностью определенных видов растений, которые приспособились к росту в тех или иных условиях окружающей среды.
Южная Америка
Южная Америка, как и Азия стала домом для огромного разнообразия видов растений. Здесь находится - огромная экосистема, поддерживающая жизнь множества и растений.
Значение растительного мира
Значение растений в жизни человека
Растения служат фундаментом всей жизни на Земле и важным , необходимым для благосостояния людей. Подумайте о том, как ваша повседневная жизнь зависит от растений.
- Воздух: Кислород поступает к нам от растений, как побочный продукт фотосинтеза.
- Пища: Все, что мы едим, происходит прямо или косвенно от растений. На протяжении всей человеческой истории приблизительно 7 000 различных видов растений использовались людьми в качестве пищи.
- Вода: растения регулируют - они помогают распределять и очищать . Они также участвуют в перемещении воды в процессе, называемом транспирацией.
- Лекарства: одна четверть всех отпускаемых по рецепту лекарств поступает непосредственно от растений или является их производными. Кроме того, четыре из пяти человек во всем мире сегодня полагаются на установки первичной медико-санитарной помощи.
- Витамины: растения являются крупнейшим источником витаминов, необходимых для организма человека.
- Одежда: растения выступают крупным источником сырья для текстильных материалов.
- Культура: изображения некоторых растений используются на национальных эмблемах, включая деревья и цветы.
- Мебель и жилье: древесина растений используется при строительстве домов, а также для изготовления мебели.
- Эстетическое удовольствие: присутствие растений в жизни людей позволяет получать удовольствие от их вида и снимает стресс. Поэтому многие люди выращивают декоративные растения в домах и на приусадебных участках.
Значение растений в природе
Дождевые леса Амазонки
Окружающая среда и климат в значительной степени взаимосвязаны с флорой. Наличие осадков, влажности и температуры зависит от присутствия и характера растительности. Сокращение растений также нарушает равновесие в и косвенно влияет на жизнь человека.
- Пищевые цепи: В каждой пищевой цепи растения находятся у их основания и ведут цепочку как источник пищи. Например: Трава → Корова → Лев; Трава → Насекомое → Лягушка → Змея → Орел. Здесь растение начинает цепь, и другие животные зависят от него прямо или косвенно. Без растений на Земле не может быть жизни.
- Среда обитания: Конечно, помимо огромного количества людей, растения составляют основу всех сред обитания.
- Климат: растения накапливают углерод, который выделяется в атмосферу при сжигании .
- Эрозия почвы: растения, произрастающие в почве, в достаточных количествах, предотвращают ветровую эрозию (когда во времена ветров, плодородный верхний слой почвы уносится воздухом).
- Экологический баланс: растения помогают уменьшить тепло и предотвращают испарение влаги. Таким образом, они являются экологическими полезными.
- Поддержка осадков: растения и деревья оказывают охлаждающее воздействие на атмосферу, приводя к осадкам. Поэтому дожди в пустынях - крайне редкое явление.
- Плодородие почв: растения поддерживают плодородие почв. Опавшие листья, плоды и т.д., перегнивают в почве и образовывается гумус, который в свою очередь повышает плодородие почвы, так как он благоприятен для микроорганизмов.
- Среда обитания : растения - лучшие места обитания для птиц и животных, включая обезьян, белок и т.п. Птицы строят свои гнезда на деревьях для кладки яиц, сна, охоты и безопасности. В лесах, животные могут укрыться под деревьями в сильную жару и дождь. Они также обеспечивают питание для многих (дождевых червей), насекомых, грызунов и т. д.
Угрозы растительного мира
Вырубка леса
Есть огромное количество видов флоры на нашей планете, как зарегистрированных, так и не изученных или даже не названных. Тем не менее, хотя угроза существованию многих диких животных в настоящее время широко признана, мало кто знает, что растения также находятся в большой опасности. В феврале 2015 года Центр биологического разнообразия заявил: «Из более чем 300 000 известных видов растений МСОП оценил только 12 914 видов, установив, что около 68% оцениваемых видов растений находятся под угрозой исчезновения».
Огромные площади пустынь по всему миру свидетельствуют о разрушении растительности людьми. Большая часть Ближнего Востока теперь пустыня или возобновляется за большие деньги. Когда-то в Средиземноморье было много лесов, сейчас эти земли оголенные и размыты. Во многих частях Африки и Индии, крупный рогатый скот и козы блуждают по каменистым равнинам, съедая любой клочок зелени, появляющийся на бесплодных землях, которые когда-то были хорошими пастбищами. Чрезмерный выпас домашних и диких животных является, по сути, самой большой угрозой для растений, хотя «налеты» ботаников и других энтузиастов на некоторые красивые растения иногда влекут за собой серьезные потери для редких видов.
Возможно, люди забывают, что все наши культурные растения и садовые цветы происходят от дикой флоры. Не менее важен тот факт, что растения обеспечивают высокую долю лекарственных средств в современном мире. Кто знает, какие секретные ценности для человечества все еще заперты среди растительности, ожидающих открытия. Тропические дождевые леса относятся к наиболее уязвимой среде обитания на планете, в которой содержится 63% видов растений, находящихся под угрозой исчезновения.
Одной из самых серьезных угроз для флоры, является превращение естественных мест обитания в участки для сельскохозяйственного использования и животноводства, например, когда тропические леса уничтожаются для выпаса скота или выращивания сои, кормов для животных, или масличных пальм. Древние лесные массивы являются особенными, потому что произрастают, по крайней мере, 400 лет и служат основой биологического разнообразия, а также поддерживают обильную дикую природу.
Охрана растений
Охрана растительного мира - комплекс мероприятий, направленных на защиту существующих растений и особенно видов находящихся под угрозой исчезновения. Основным документом, в котором перечислены растения, подлежащие охране, выступает Красная книга МСОП (Международного союза охраны природы).
Красный список МСОП установлен по четким критериям для оценки рисков исчезновения тысяч видов и подвидов. Эти критерии актуальны для всех видов и регионов мира. Цель состоит в том, чтобы донести актуальность вопросов сохранения до общественности и правительства стран, а также помочь международному сообществу попытаться сократить исчезновение видов. Согласно МСОП, официально сформулированные цели Красного списка состоят в том, чтобы:
- предоставить научно обоснованную информацию о состоянии видов и подвидов на глобальном уровне;
- обратить внимание на масштабы и важность исчезающей флоры;
- оказывать влияние на национальную и международную политику, а также процесс принятия решений;
- предоставлять информацию для возможных действий по сохранению растений.
Одним из самых важных охранных действий выступает создание национальных парков, заказников, заповедников, ботанических садов и т.п. Эти природоохранные объекты позволяют сохранить естественную среду обитания растений и защитить их от чрезмерной эксплуатации со стороны человека.