Kokia gyvybės forma dominuoja Žemėje?

Kolembola ir smeigtuko galvutė. Sinclair Stammers nuotrauka

Žmonės linkę manyti, kad jie yra šio pasaulio valdytojai. Gebėjimas kurti sudėtingus prietaisus ir įrankius, kalba, socialiniai įgūdžiai, vieta pačioje mitybos grandinės viršūnėje. Tai leidžia žmonėms galvoti, kad jie yra dominuojanti gyvybės forma pasaulyje. Bet ar tikrai? Ar tikrai žmonės dominuoja pasaulyje?

Yra organizmų, kurie savo kiekiu, užimamu paviršiaus plotu, sudaroma biomase stipriai pralenkia mus, žmones. Neabejotinai mes darome įtaką net ir atokiausiems pasaulio kampeliams ir ten gyvenantiems organizmams.

Bet ar yra Žemėje kitų organizmų, kurie aplinkai tyliai darytų didesnę įtaką nei žmonės? Kaip yra iš tikrųjų?

Jeigu pasaulio dominavimas priklausytų nuo skaitinio individų kiekio, niekas negalėtų prilygti šešiakojams, į krevetes šiek tiek panašiems gyvūnams – kolemboloms. Jų ilgis varijuoja nuo 0,25 iki 10 mm. Kvadratiniame dirvožemio metre jų vidutiniškai būna apie 10,000, o kai kur net apie 200,000. Šiuos besparnius nariuotakojus, kurių žinoma apie 6,000 rūšių, galima rasti praktiškai bet kokioje buveinėje nuo Antarktidos iki aukščiausių pasaulio kalnų.

download

Kolembolos visada šalia. Alex Hyde nuotrauka.

„Dėl asfalto abejoju, bet galėčiau lažintis, kad ant bet kurio kito žemės paviršiaus kolembolos yra jums tiesiog po kojomis,“ – sakė zoologas dr. Peter Shaw,  Didžiosios Britanijos kolembolų specialistas iš Roehemptono universiteto.

Kolembolos turi specialų šokamąjį prietaisą, kuriuo nušoka iki 10 cm, kad pabėgtų nuo plėšrūnų.

Kolembolos, kartu su grybais, skaido augalines atliekas. Jų svarba stipriai priklauso nuo buveinės bei kitų skaidytojų, tokių kaip sliekai, gausumo ir aktyvumo. Tačiau kai kurie tyrimai rodo, kad tam tikrose vietovėse kolembolos atsakingos už net 20% nuokritų suskaidymą.

Ne taip seniai kolembolos buvo aprašomos kaip labiausiai pasaulyje paplitę vabzdžiai, tačiau prieš 15 metų atlikti DNR tyrimai parodė, kad kolembolos yra tik artimos vabzdžiams.

Skruzdėlės taip pat galėtų šiek tiek pasivaržyti šiame skaičių žaidime. Yra paskaičiuota, kad pasaulinė skruzdėlių populiacija gali siekti nuo 10,000 trilijonų iki kvadrilijono (1,000 trilijonų) individų. Žinoma, šie skaičiai gali šiek tiek prasilenkti su realybe, tačiau galima drąsiai teigti, kad skruzdėlės – tai dažniausi vabzdžiai pasaulyje.

Nepaisant to, kad kiekiu kolembolos stipriai pralenkia skruzdėles, pastarosios turi didesnes galimybes daryti įtaką savo gyvenamojoje aplinkoje.

„Skruzdėlės kontroliuoja kiekvieną žemės, kurioje gyvena, milimetrą, o tai yra beveik visur.“ – sakė entomologas Mark Moffet iš Smitsono instituto, Vašingtono, JAV. Jis 2011 metais išleido knygą „Adventures among ants“. Jo žodžiais: „Skruzdėlės viską savo naudai sutvarko iki mikrobinio lygio“.

skruzdėlės

Skruzdėlės „ganančios“ amarus. Eglės Černevičiūtės nuotrauka

Skruzdėlės savo aplinką tvarko ir prižiūri įvairias būdais: išpurena daugiau žemės nei sliekai, pasirūpina mirusiais savo kolonijos individais, kad nepasklistų ligos ar neprasidėtų karai tarp kolonijų. Lapkirpės skruzdėlės augina grybą kaip maistą, o padidinti produktyvumui naudoja bakterinį pesticidą, panašų į peniciliną. O štai kitos skruzdėlės prižiūri ir nuo priešų saugo amarus, kad galėtų smaguriauti jų išskiriamu saldžiu skysčiu.

Iš 14,000 žinomų skruzdėlių rūšių daugiausiai įtakos daro tos, kurios gali laisvai keliauti po pasaulį. Jos suformuoja milijonines kolonijas. Tai joms leidžia įveikti žymiai didesnius priešus ir konkurentus.

Viena iš tokių rūšių yra argentininė skruzdėlė, kuri iš savo gimtosios Pietų Amerikos išplito po visą pasaulį, išskyrus Antarktidą. Jos labai greitai dauginasi, kadangi kolonijos motinėlė leidžia susilaukti palikuonių taip vadinamoms kolonijos princesėms. Jų daroma įtaka aplinkai tokia stipri, kad gali aplink sunaikinti vietinius augalus ir kelti rimtą grėsmę gyvūnams. Mokslininkai atrado, kad didžiausios super-kolonijos, įsikūrusios Kalifornijoje (JAV), Europoje ir Japonijoje, yra tarsi tarptautinė skruzdėlių bendruomenė, kuri tarpusavyje nekariauja.

Pagalvojus iš kitos pusės, galbūt keli dideli organizmai gali valdyti daug mažų organizmų, ne tokiu akivaizdžiu, bet fundamentaliu būdu.

Nekreipiant dėmesio į bakterijas, yra paskaičiuota, kad augalų biomasė 1,000 kartų viršija visų pasaulio gyvūnų biomasę. Nors kai kurie organizmai individų skaičiumi stipriai dominuoja, reikia pripažinti, kad mažai jų galėtų gyventi be augalų išskiriamo deguonies.

Gaubtasėkliai, arba žydintys augalai, šiuo metu sudaro apie 90% visų žinomų augalų rūšių. Jie dengia didžiąją dalį žemės paviršiaus sudarydami pagrindą daugumai sausumos ekosistemų.

O gal pasaulio dominavimas priklauso nuo įvairovės ir prisitaikymo?

Du mėšlavabaliai kovoja dėl mėšlo kamuoliuko. Rafael Brix nuotrauka.

Iki šiol mokslininkai yra aprašę apie 400,000 vabalų (Coleoptera) rūšių. Tai reiškia, kad kas penkta, arba kas trečia, priklausomai nuo to, kuriuo rūšių skaičiumi remiatės, žinoma gyvybės forma pasaulyje yra vabalas. Tokie sėkmingi jie tapo prisitaikę užimti labai specifines nišas, pavyzdžiui, apdulkinti tik tam tikrus medžius ar maitintis tik tam tikrų gyvūnų mėšlu.

„Sausumos ekosistemose stipriausiai dominuoja vabalai, rūšių skaičiumi gausiausia organizmų grupė,“ – sakė Max Barclay, Londono gamtos istorijos muziejaus vabalų kolekcijos vadovas. M. Barclay žodžiais, vabalai suskaidė pasaulį į daug mažų sekcijų, kuriose kiekvienas gali atlikti savo funkciją ir nekonkuruoti vienas su kitu.

Ne tik dėl rūšinės ir gyvenimo būdų įvairovės vabalus galima laikyti dominuojančia organizmų grupe. Jie taip pat labai svarbūs daugelyje ekosistemų, nes ardo medžiagas, kurias vėl gali panaudoti kiti organizmai, pavyzdžiui medieną ir mėšlą. Jei nebūtų vabzdžių, iš kurių 40% sudaro vabalai, dauguma augalų liktų neapdulkinti, taigi negalėtų daugintis, o dėl to nebebūtų kam gaminti deguonies.

Straubliukas Cionus hortulanus. Luko Jonaičio nuotrauka.

Vabalų svarbą puikiai įrodo straubliukai (Curculionidae). Savo burnos aparato dėka jie gali išgręžti skylutes augaluose, kuriose deda kiaušinius. Tokiu būdu vabalų lervos ir suaugę vabalai maitinasi skirtingu maistu ir nekonkuruoja tarpusavyje. Dauguma straubliukų yra glaudžiai susiję tik su tam tikromis augalų rūšimis, o tai padidina jų svarbą ekosistemose.

Tačiau, jei būtų gyvas Stephen Jay Gould, Amerikos mokslininkas, mokslo populiarintojas, ir skaitytų šį straipsnį, pasakytų, kad praleidome vieną organizmų grupę, kuri neabejotinai yra dar labiau prisitaikiusi, praktiškai nesunaikinama ir stebėtinai įvairi.

„Mes gyvename bakterijų amžiuje,“ – rašė S. J. Gould.

Wolbachia bakterijos puikiai iliustruoja šių organizmų prisitaikymo ir įvairovės lygį. Wolbachia bakterijos gyvena maždaug dvejuose trečdaliuose visų vabzdžių ir kitų nariuotakojų, tokių kaip vorai ir erkės, kūnuose. Jos gali plisti tarp skirtingų rūšių, tačiau pagrindinis šių bakterijų plitimas vyksta užsikrėtusiai vabzdžio patelei dedant kiaušinius, kuomet bakterijos perduodamos palikuoniams.

Wolbachia bakterijos beveik visiems gyvūnams, kurie jomis užsikrečia, išderina dauginimosi procesą. Kai kurioms rūšims dėl bakterijų gali pasikeisti lytis (iš patino virsta patele), bakterijos gali nužudyti patinus arba paversti juos nevaisingais. Tokiomis priemonėmis Wolbachia bakterijos padarė įtaką tūkstančių rūšių evoliucijai ir išlikimui.

Bakterijos gali paveikti uodų reprodukciją. James Gathany nuotrauka.

Tam tikrų drugių, vėdarėlių ir kitų vėžiagyvių rūšių patinus bakterijos paverčia patelėmis, kad padidintų tikimybę išgyventi. Taip pat Wolbachia bakterijos gali paveikti chromosomas, dėl to dalies bičių, vapsvų ir skruzdėlių rūšių patelės sugeba daugintis be patinų apvaisinimo (partenogenetinis dauginimasis).

Kadangi Wolbachia bakterijoms naudingos daugiausiai tik patelės, jos netgi gali nužudyti patinus. Greg Hurst, biologinės evoliucijos profesorius Liverpulio universitete, įrodė, kad bakterijos gali nužudyti kelių boružių ir drugių rūšių, kurioms būdinga didelė maisto išteklių konkurencija tarp lervų, patinų embrionus. Taip padidėja tikimybė išlikti patelėms ir perduoti bakterijas savo palikuoniams.

Šios bakterijos turi dar vieną įdomų būdą, kaip paveikti vabzdžių dauginimąsi – jos gali paveikti patinų spermą. Tai reiškia, kad, pavyzdžiui, bakterijomis užsikrėtęs patinas gali susilaukti gyvybingų palikuonių tik poruodamasis su tuo pačiu Wolbachia bakterijų štamu užsikrėtusia patele.

Negana to, Wolbachia bakterijos gali perduoti savo genus horizontaliu genų pernašos būdu užkrėstiems nariuotakojams, tokiu būdu pagreitindamos naujų rūšių atsiradimą.

„Pagal tai, kaip Wolbachia bakterijos reguliuoja savo šeimininkų kūnus, jų genetinę informaciją, jos gali būti atsakingos už daugelio rūšių evoliucinius pokyčius.“ – sakė John Werren, Ročesterio (Rochester) universiteto biologijos profesorius. Jo nuomone, nėra daugiau bakterijų, kurios būtų taip plačiai paplitusios, įsitvirtinusios ir gebėtų savo naudai manipuliuoti šeimininkais.

Žinoma, nereikėtų pamiršti ir vandenyje gyvenančių organizmų. O ir deguonį gamina ne tik augalai. Iš tikro fotosintezę pradėjo vykdyti  melsvabakterės, maždaug prieš 2,5 milijardus metų. Iki to laiko Žemės atmosferoje deguonies buvo labai mažai. Šis pokytis ir padėjo pamatus pasauliui, kurį matome dabar.

Melsvabakterės suformuoja judrius siūlinius darinius, kurie sutrūkinėję gali savarankiškai formuoti naujas kolonijas. Melsvabakterės randamos beveik visose sausumos ir vandens buveinėse. Jos gyvena tarp kerpių, augalų ir gyvūnų. Taip pat gali suformuoti didžiulius melsvai žalius vandenyno žydėjimus.

Atmetus, kad melsvabakterės gauna energiją vykdydamos fotsintezę, jos dar svarbios dėl savo gebėjimo fiksuoti azotą iš atmosferos, kai augalai azotą gauna iš dirvožemio.

Ramiajame vandenyne žydi Trichodesmium erythraeum. NASA nuotrauka.

Kadangi melsvabakterės pirmosios iš gyvų organizmų pradėjo vykdyti fotosintezę, taip pat geba fiksuoti azotą iš atmosferos, negana to, yra prisitaikiusios gyventi praktiškai visur, mokslininkai Ian Stewart iš Kvinslando universiteto (University of Queensland) ir Ian Falconer iš Adelaidės universiteto (University of Adelaide) pasiūlė idėją, kad melsvabakterės, tokios kaip Trichodesmium, yra vieni iš svarbiausių ir sėkmingiausių mikroorganizmų Žemėje.

Tačiau net ir toks aptarimas, kai apžvelgi skirtingas gyvybės formas, parodo, kad lengviau diskutuoti apie kiekvienos organizmų grupės dominavimą skirtingose „svorio kategorijose“. Entomologo M. Moffet žodžiais: „Jei žiūri pagal dydį, mikroorganizmai dominuoja tarp savo dydžio organizmų, žmonės dominuoja tarp savo dydžio organizmų, o skruzdėlės – dominuoja tarp šių grupių“.

Jei neskaičiuotume individų skaičiaus, svorio ir užimamo paviršiaus ploto, dominavimo prieš kitas gyvybės formas ir poveikio joms apibrėžimas priklauso nuo prioritetų tų, kurie jį apibrėžia. Botanikė, Londono gamtos istorijos muziejaus augalų skyriaus vedėja Sandra Knapp sakė: „Kiek tinkamas ir geras yra matavimas, priklauso nuo užduodamo klausimo“.

IMG_0412

Kiek pasaulyje svarbūs grybai? Eglės Černevičiūtės nuotrauka.

Organizmai, kurie niokoja, pavyzdžiui, pasėlius, tikrai gali atrodyti dominuojantys, tačiau nei vienas iš jų negalėtų ilgai išgyventi be augalų gaminamo deguonies. Tuo tarpu augalai nebūtų sugebėję kolonizuoti didžiosios dalies pasaulio, kaip tai padarė prieš maždaug 470 milijonų metų, jei ne grybai, kurie pagerino augalų anglies dvideginio įsisavinimą ir padėjo lengviau daugintis. O grybai nebūtų tokie svarbūs daugumoje ekosistemų, jei ne įvairūs simbiotiniai santykiai, kuriuos grybai sudaro su augalais, gyvūnais ir mikroorganizmais. Ir taip toliau.

Nors pastangos nustatyti labiausiai dominuojančią gyvybės formą visada priklausys nuo klausimų ir apibrėžimų, ši diskusija tikrai išryškina tarp milijonų pasaulio rūšių egzistuojančių tarprūšinių santykių sudėtingumą.

S. Knapp taip pat sakė: „Klausti, kurie organizmai yra patys svarbiausi pasaulyje, tai tas pats, kas klausti, kuris iš keturių namą laikančių stulpų yra pats svarbiausias. Jei pašalinsi bent vieną iš jų, viskas subyrės“.

Parengta pagal BBC

Parašykite komentarą

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *