מיפקד האוכלוסין של החיים בכדור הארץ: העצים עדיין שולטים

אילו בעלי-חיים הם הנפוצים ביותר בכדור הארץ? מהי שכיחותם של צמחים, למשל, לעומת פטריות, חיידקים או וירוסים? ומה באשר למסת כל החיים באוקיינוסים, בהשוואה לחיים שעל פני האדמה? כדי להשיב על שאלות אלה ורבות אחרות, מדעני מכון ויצמן למדע ושותפיהם למחקר ערכו מיפקד עולמי, המבוסס על הביומסה הכוללת של החיים בכדור הארץ. מחקר זה עשוי לסייע בהבנת תופעות עולמיות כמו מחזור הפחמן בטבע או מידת ההשפעה של האנושות על הביוספרה.

מהמחקר עולה כי צמחים מהווים כיום יותר מ-80% מהמסה של החיים על פני כדור הארץ עם כ-450 ג'יגה-טון פחמן. חיידקים מסתפקים במקום השני עם 70 ג'יגה-טון פחמן המהווים כ-13% מהביומסה של כדור הארץ.

תלמיד המחקר ינון בר-און, מקבוצת המחקר של פרופ' רון מילוא במחלקה למדעי הצמח והסביבה, החל במחקר דרך פרויקט אחר, שבו ביקש להשוות חלבונים מסוימים באורגניזמים שונים, ולבחון את השפעתם הכוללת על הביוספרה. הוא פנה לספרות הקיימת, אבל הערכים המספריים שחיפש לא היו בנמצא. חיפושיו אחר נתונים אלה הובילו אותו למסע בן שנתיים, שבמסגרתו ביצעו הוא, פרופ' מילוא, ופרופ' רוב פיליפס מהמכון הטכנולוגי של קליפורניה, מיפקד ביומסה עולמי, אשר מאפשר, לראשונה, להשוות את הביומסה של החיידקים עם זו של אצות, טרמיטים, עצים, בעלי-חיים ובני-אדם - בקנה-מידה עולמי. המחקר פורסם אתמול (יום ג') בכתב-העת המדעי "רשומות האקדמיה האמריקנית למדעים" (PNAS).

הביומסה בעולם: למי יש יותר?(אינפוגרפיקה: יעל שינקר)

"פנינו למומחים רבים מאוד ובחנו מאות מאמרים כדי לחלץ את המידע הדרוש לנו בנוגע לתפוצת הקבוצות השונות", אומר פרופ' מילוא. בר-און מוסיף: "הפרויקט הזה הוביל אותנו לפינות בעולם המחקר הביולוגי שלא יכולתי אפילו לדמיין. אך תחילה היה עלינו לרדת לעומקן של שיטות המדידה והאומדן השונות, כדי שנוכל לשלב אותן לתוך המסגרת שלנו".

כאן ציפה לחוקרים אתגר בדמות הוודאות או אי-הוודאות של נתונים מספריים. למשל, מעקב באמצעות לוויין מאפשר לבצע מחקר מדויק למדי של הביומסה של העצים בעולם, כך שרמת הוודאות של נתון זה די גבוהה. לעומת זאת, האומדנים הטובים ביותר באשר לכמות החיידקים החיים מתחת לפני האדמה עשויים להיות במרחק של סדר גודל אחד מערכם האמיתי.

מימין: ינון בר-און ופרופ' רון מילוא. להבין את התמונה הגדולה(צילום: מסע הקסם המדעי, מכון ויצמן למדע)

משקל החיים: החלק היחסי של ממלכות ומינים בביומסה הכללית של כדור הארץ, בג'יגה-טון פחמן(אינפוגרפיקה: מכון ויצמן למדע)

הבנת האומדנים היחסיים, גם אם לגבי חלקם יש טווח טעות גדול יותר מאשר לגבי אחרים, מאפשרת לראות את "התמונה הגדולה" של הביומסה בעולם. הביומסה של הצומח, למשל, היא הגדולה ביותר בכדור-הארץ, הרבה יותר מזו של החיידקים, שזכו בעבר (בטעות) לכינוי "הרוב הנסתר". וכך, על אף שהאוקיינוסים מכסים שטח גדול יותר על פני כדור הארץ, הביומסה של אורגניזמים יבשתיים גדולה פי 10-100 מאשר זו של היצורים הימיים. פרוקי הרגליים, קבוצה הכוללת סרטנים, עכבישים וחרקים, אחראים לחלק הגדול ביותר בביומסה של בעלי-החיים, כשבמקום השני נמצאת הביומסה של קבוצת הדגים. בעלי-חיים שיש להם ביומסה הקרובה לזו של כל בני-האדם בעולם – 0.06 ג'יגה-טון פחמן – הם הטרמיטים (חשוב לזכור: מדובר במסה, לא במספר פרטים).

המחקר מציע גם אומדן של השפעת האנושות על הביומסה. לפי אומדן זה, האדם צימצם את ביומסת כדור-הארץ לכמחצית מערכה המקורי. ערך הביומסה של חיות המשק שהאדם מגדל עולה פי 15 בקירוב על זה של כל חיות הבר היבשתיות יחד. "אנו יודעים שבני-אדם משפיעים על הביוספרה", אומר פרופ' מילוא, "אבל כעת אנחנו יכולים להתחיל לכמת (במספרים) את ההשפעה שלנו. עכשיו אנו יכולים להוסיף שכבת ניתוח נוספת לנושאי המיגוון הביולוגי ו'ערכם האקולוגי' של אזורים שונים. בכיוון אחר נוכל לקבל פרספקטיבה כמותית שמאפשרת להבין עד כמה, לדוגמה, ישפיע מותם של עצים באזור האמזונס על מחזור הפחמן של כדור הארץ ועל האקלים העולמי".