Sõnumeid saartelt. Ilkka Hanski

Чтение книги онлайн.

СКАЧАТЬ lindudega selle poolest, et saavad elu jooksul küllaltki vähe järglasi ja erinevalt enamikust putukatest kannavad oma järglaste eest ka tublisti hoolt. Äärmuslik näide on Lõuna-Aafrika savannides elutsev suur sõnnikumardikas Kheper nigroaeneus. Selle liigi puhul toob emane igal sigimishooajal maa alla rajatud pesas ilmale üheainsa järglase. Mardikad lükkavad sõnniku, mis on sageli kenasti ümmargusteks pallikesteks vormitud, maa-alustesse käikudesse, kus emane oma järglaste heaolu eest hoolt kannab. Sõnnikut maa-alustesse käikudesse viies välditakse maa peal toimuvat ägedat konkurentsi ressursside pärast. Konkureerimine ressursside pärast on tõenäoliselt ka põhjus, miks pole kohalikes kooslustes ega Maal tervikuna rohkem sõnnikumardikate liike. Mulle meeldiks väga, kui saaksin mõne teooria abil ennustada, kui palju liike suudab mingis koosluses ühel ajal koos eksisteerida ja kuidas see oleneb nende liikide ressursikasutusest. Paraku mul pole sellist teooriat, ja pole ka kellelgi teisel; koosluseökoloogid on juba üle viiekümne aasta püüdnud seda välja arendada.

      Sõnnikumardikad moodustavad murdosa – ligikaudu ühe protsendi – kõikidest mardikatest, keda on kirjeldatud 400 000 liiki. Mardikad omakorda moodustavad 40% kõikidest putukaliikidest ehk ligikaudu veerandi kõikidest teadaolevatest looma-, taime- ja seeneliikidest. Liikide arvust lähtudes võib öelda, et mardikad valitsevad maailma. Kõik need arvud käivad teaduslikult kirjeldatud liikide kohta; tõelised liigirikkuse arvud, mis sisaldaksid ka seni teadusele tundmatuid liike, tekitavad palju poleemikat. On hämmastav, et tõenäoliselt teame täpsemalt tähtede hulka Linnutee galaktikas – 100 ja 400 miljardi vahel – kui liikide arvu meie enda koduplaneedil. Aja jooksul on esitatud rohkesti hinnanguid, mis tuginevad erinevatel andmetel ja argumentidel.

      Aastal 1982 avaldas Ameerika entomoloog Terry Erwin uuringu mardikate liigirikkuse kohta troopilises metsas. Ta oli märganud, et enamik troopilises metsas elavaid mardikaid ja teisi putukaid ei elutse metsaaluses, vaid üleval puuvõrades, ning arusaadavatel põhjustel oli nende liikide kohta väga vähe infot. Puuvõrades elavad isegi mõned sõnnikumardikad, kes otsivad puulehtedelt ahvide pabulaid; saagi leidnud sõnnikumardikas sikutab pabula lehe küljest lahti ja hüppab koos sellega puu otsast alla, et asjaga maapinnal edasi tegutseda. Erwin arendas välja uue proovide kogumise meetodi. Talisid kasutades vinnas ta üles puuvõrade vahele fumigatsioonivarustuse, mille abil pritsis ta võradesse püretriini – tõhusat putukamürki, tänu millele sadas võradest alla puude vahele laotatud suurtele linadele ohtrasti mardikaid ja teisi putukaid. Püretriin laguneb kiiresti ega ole teistele organismidele mürgine. Erwin pritsis seda Panamas üheksateistkümnele Luehea seemannii isendile ja kogus nende puude alt tervelt 682 liiki mardikaid. Seejärel hindas ta Maal leiduvate liikide arvu järgmiselt. Troopikas kasvab teatavasti ligikaudu 50 000 puuliiki, mis on täiesti uskumatu arv ühele soomlasele, keda ümbritsevad boreaalsed metsad, kus leidub mõni puuliik. Gunung Mulus tuvastasid teadlased kümne hektari suurusel alal 780 puuliiki, sellal kui ühelainsal ühehektarilisel ruudul Ecuadoris leiti 942 soontaimeliiki, millest enamik olid puittaimed (J. B. Wilson et al. 2012). Võttes eelduseks, et L. seemannii on igati esinduslik liik, ja eeldades, et ligikaudu 20% mardikaliikidest, mille Erwin L. seemannii alt kogus, olid sellel puuliigil elamiseks spetsialiseerunud mardikaliigid, saaks troopikametsade mardikaliikide arvu hinnata järgmise arvutusega: 50 000 × 0,2 × 682 = 6,82 miljonit liiki. Eeldades edasi, et ligikaudu 80% kõikidest liikidest on herbivoorid (s.t toituvad taimedest) ja 40% kõikidest putukaliikidest on mardikad ja et troopiliste metsade puuvõrades elutseb ligikaudu kolmandik meie planeedi liigirikkusest, arvutas Erwin kokku, et Maal võib leiduda 31 miljonit liiki loomi ja taimi. Sellele arvule on vaja lisada juurde seened ja mikroobid – ehk veel päris mitu miljonit liiki. Kui need kolossaalsed arvud vastavad tõele, siis näitab see, kui suur töö seisab meil ees Maa elustiku kataloogimisel. Senini on teadlased suutnud kirjeldada üksnes 1,7 miljonit liiki, ehkki ka see arv pole eriti usaldusväärne, kuna paljusid liike on eksikombel kirjeldatud kaks või rohkemgi korda. Igal aastal kirjeldatakse 15 000 kuni 20 000 uut liiki. Kui sellise tempoga jätkata ja lähtuda Erwini liigirikkuse hinnangutest, võtab meil kogu elurikkuse kirjeldamine üle tuhande aasta, eeldades et kõik need liigid suudavad ka järgmised tuhat aastat elus püsida, mida kindlasti ei juhtu (vaata 3. peatükki).

      Erwini uuring pälvis suurt tähelepanu. Teist tüüpi andmetel põhinevad uuringud ja argumendid on seadnud Erwini kalkulatsioonid kahtluse alla ja praeguse konsensuse kohaselt on Erwini pakutud arvud liiga suured. Tõepoolest on mõnedki tema eeldused tõenäoliselt ekslikud; näiteks arvatakse, et rangelt ühele liigile spetsialiseerunud herbivoorsete mardikate osakaal on ilmselt alla 20%. Erwini arvutused eeldavad ka, et enamik troopikas kogutavaid liike oleksid teadusele uued, kuid nii see ei ole. Näiteks minu enda kogutud sõnnikumardikatest oli teadusele uusi liike vaid ligikaudu kolmandik. Mora koos kolleegidega (2011) arvutas Maal leiduvate liikide arvu teisel viisil. Nad näitasid, et liikide jaotus kõrgematesse taksonoomilistesse üksustesse – hõimkondadesse, klassidesse, seltsidesse, sugukondadesse ja perekondadesse – järgib konstantset ja ennustatavat mustrit ning seega on nende kõrgemate taksonoomiliste üksuste hulga põhjal võimalik hinnata, kui palju liike võib meie planeedil tegelikult leiduda. Nende arvutuste põhjal on Maal 8,7 miljonit liiki, millest 2,2 miljonit elab maailmameres. Costello et al. (2013), kasutades teistsugust andmestikku ja meetodeid, jõudsid 5,5 miljoni liigini. Sedasorti hinnangute usalduspiirid on väga laiad, mis viitab sellele, et meie teadmised millestki justkui väga elementaarsest – liikide arv meie koduplaneedil – on äärmiselt kesised. Head teadmised on meil üksnes imetajate ja lindude kohta, keda leidub Maal vastavalt 5500 ja 10 000 liiki.

      Kui aga tulla mikroobide – bakterite, arhede, viiruste ja kõikvõimalike väikeste ainuraksete päristuumaliste organismide – juurde, siis on meie teadmised nende elurikkusest peaaegu olematud, kuid vähemalt on meil head põhjendused, miks see on nii. Mõne väitel ei ole viirused üldse elusorganismid, kuna nad suudavad paljuneda üksnes teiste organismide elusrakkudes. Kui juba taimede ja loomade puhul on kohati päris keeruline vastata küsimusele, mis on liik, siis bakterite ja muude mikroobide asjus on teadlastel veelgi suuremad erimeelsused. Üks mõttekoht on kahtlemata see, et mikroobide puhul ei piisa geneetilise mitmekesisuse uurimisest, vaid tuleb uurida ka kandidaatliikide ökoloogiat (Fraser et al. 2009). Põhiliselt teeb asja keeruliseks see, et bakterid saavad geneetilist materjali üle kanda peale tavapärase paljunemise veel mitmel viisil ja seepärast toimub bakterite eri põlvnemisliinide („liikide“) vahel väga palju geneetilise materjali segunemist. Veelgi enam, selline horisontaalne geeniülekanne ei piirdu üksnes lähisuguluses olevate liikidega. Üle 2000 bakterite genoomi hõlmanud uuringus (Smillie et al. 2011) leiti, et geenide ülekannet mõjutasid eelkõige ökoloogilised tegurid, mitte geneetiline sugulus ehk põlvnemine ühistest eellastest. Teisisõnu vahetavad ühes elupaigas – näiteks mõnes inimorganis – koos eksisteerivad bakterid suure tõenäosusega üksteisega geneetilist materjali. See on loogiline, sest samas elupaigas elades on erinevatel bakteritel kõige suurem tõenäosus kokku sattuda ja interakteeruda. Kuid oluline on eelkõige asjaolu, et bakterite vahel käib nii ulatuslik geenide ülekanne. Horisontaalne geeniülekanne kiirendab bakterite evolutsiooniprotsesse, näiteks nende antibiootikumide resistentsuse arengut, sest vastavad geenid saavad otse üle kanduda ka teistele põlvnemisliinidele. Uurides Streptococcus pneumoniae bakterit – patogeeni, mis võib inimesel põhjustada väga ränki hingamisteede haigusi –, leiti, et selle bakteri ravimiresistentsuse kiire arengu eest vastutab eelkõige horisontaalne geeniülekanne, mitte evolutsioonilised kohastumused (Chewapreecha et al. 2014). Veelgi enam, aastast aastasse toimuvad muutused antibiootikumide tarbimises, mis mõjutavad looduslikku valikut bakterite hulgas väga suurel määral, peegelduvad omakorda muutustes bakterite rekombinatsioonimääras – see tähendab, et kui valikusurve on tugev, levivad resistentsust tekitavad geneetilised elemendid bakterikooslustes eriti kiiresti.

      Standardne bakterite määramise viis on geneetiline triipkoodistamine, kasutades ribosoomi RNAd kodeerivat nukleotiidijärjestust, põhiliselt seda geeni osa, mida nimetatakse 16S rRna. Põhimõte on sama nagu COI geenil loomade triipkoodistamisel. Üks 16S rRna järjestuse kasutamise eeliseid triipkoodistamisel on see, et horisontaalne geeniülekanne ei mõjuta seda järjestust kuigi palju, mistõttu saab eeldada, et see peegeldab tõelist evolutsioonilist arengut bakterite põlvemisliinides. Selleks et bakterite järjestused СКАЧАТЬ