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Umwelt+Natur

Mehr als eine Billion Arten auf der Erde

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Der weitaus größte Teil der Erdenbewohner sind Mikroben (Grafik: knorre/iSTock)
Die irdische Artenvielfalt ist wahrscheinlich sehr viel größer als lange gedacht. Denn auf unserem Planeten könnte es mehr als eine Billion verschiedener Arten geben – die überwältige Mehrheit davon Mikroorganismen. Zu diesem Ergebnis kommen US-Forscher in einer neuen Schätzung, für die sie neue Erkenntnisse zur mikrobiellen Vielfalt mit ökologischen Gesetzmäßigkeiten kombinierten. Das aber bedeutet: Von den Mitbewohnern auf unserem Planeten sind uns bisher 99,999 Prozent völlig unbekannt.

Wie viele Organismenarten existieren auf unserem Planeten? Diese Frage ist weitaus schwerer zu beantworten als man annehmen würde. Denn gerade die zahlreichsten Vertreter der Lebewesen sind zugleich die am wenigsten fassbaren: Es sind Mikroben. „Ältere Schätzungen beruhten auf Studien, die den Artenreichtum der Mikroorganismen dramatisch unterschätzten“, erklärt Jay Lennon von der Indiana University in Bloomington. „Uns fehlten schlicht die Werkzeuge, um die Zahl der Mikrobenarten in ihrer natürlichen Umwelt zu ermitteln.“ Doch dank der rasanten Fortschritte der Genanalyse-Technik hat sich dies nun geändert. Hochdurchsatz-Sequenzier-Maschinen machen es inzwischen möglich, schnell und ohne hohe Kosten Lebewesen über ihre Gensignatur zu identifizieren. Dadurch lassen sich beispielsweise in Wasser- oder Bodenproben Tausende von Mikroorganismen auf einmal nachweisen und zuordnen. Durch erste Studien dieser Art kristallisiert sich immer mehr heraus, dass Mikroben zumindest der Anzahl nach die wahren Herrscher dieses Planeten sind. Erst vor kurzem haben Biologen aufgrund neuer Erkenntnisse den Stammbaum des Lebens so umgestellt, dass nun zwei von drei Hauptästen nur Bakterien enthalten. Höhere Tiere und Pflanzen bilden dagegen nur noch einen kleinen Seitenzweig des dritten Asts.

Gesetzmäßigkeiten bei Groß und Klein gleich

Lennon und sein Kollege Kenneth Locey  haben nun die Konsequenz aus diesen Entwicklungen gezogen und erstmals neu errechnet, wie viele Arten es insgesamt auf der Erde geben könnte. „Die Artenzahl der Erde zu schätzen ist eine der großen Herausforderungen der Biologe“, sagt Lennon. „Unsere Studie kombiniert dafür die größten verfügbaren Datensätze bereits beschriebener Organismen mit ökologischen Modellen und ökologischen Regeln, die beschreiben, wie Biodiversität mit Häufigkeit zusammenhängt.“ Insgesamt umfasst ihre Datenbasis mehr als 5,6 Millionen bekannte Arten von 35.000 verschiedenen Fundorten. Anhand dieser Daten ermittelten die Forscher, inwieweit sich einfache, bereits bekannte Gesetzmäßigkeiten der Populationsökologie generalisieren lassen. Zu diesen gehört beispielsweise die Annahme, dass Organismengruppen, von denen schon auf kleinem Raum sehr viele Individuen vorkommen, artenreicher sind als Gruppen mit wenigen Einzeltieren pro Fläche – und dass der Artenreichtum insgesamt zunimmt, je größer die betrachtete Fläche ist.

Die Auswertung ergab, dass sich der Artenreichtum auf unserem Planeten tatsächlich durch wenige, allgemeingültige Gesetzmäßigkeiten beschreiben und ermitteln lässt. Denn die für Tiere und Pflanzen im makroskopischen Bereich bekannten Regeln lassen sich auch auf die Welt der Mikroben anwenden, wie die Forscher berichten. „Wir finden ein universelles Skalierungsgesetz, das über 30 Größenordnungen hinweg gültig ist“, so Lennon und Locey. Aus ihren Berechnungen geht hervor, dass es auf der Erde mindestens eine Billion Arten geben könnte – von denen die überwältigende Mehrheit zu den Mikroorganismen gehören. Das ist erheblich mehr als bisher angenommen und verdeutlicht, wie wenig wir bisher über unsere Mitbewohner auf diesem Planeten wissen.

„Um das in den Kontext zu stellen: Bisher wurden weltweit erst rund 10.000 Mikrobenarten im Labor kultiviert und von weniger als 100.000 kennen wir die gesamte Gensequenz“, erklärt Lennon. „Insgesamt sind bisher rund zehn Millionen Arten katalogisiert.“ Das bedeute, dass 99,999 Prozent der mikrobiellen Artenvielfalt noch immer unentdeckt sei. „Die mikrobielle Vielfalt ist größer als wir uns das je vorgestellt haben“, so der Forscher.

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Quelle:

© wissenschaft.de – Nadja Podbregar
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