Чего больше? Звезд на небе или клеток на земле?
Все живое на Земле состоит из клеток. Некоторые организмы обходятся лишь одной, другие (например, человеческий) насчитывают триллионы. А сколько всего клеток на планете? Ученые нашли ответ на этот вопрос. Расскажем как, а главное — зачем.
Цианобактерии — древние одноклеточные микроорганизмы и одна из первых форм жизни на планете, появившаяся около 3,4–2,5 млрд лет назад. Они раньше других освоили фотосинтез и запустили цикл преобразования углекислого газа в кислород, сделав планету пригодной для жизни человека (которого, правда, тогда еще не было). У цианобактерий клеток больше, чем у всех остальных организмов в мире. Именно с поиска ответа на вопрос, сколько таких бактерий проживает на Земле, начался путь к решению куда более масштабной задачи — подсчету общего количества клеток.
Цианобактерии еще называют сине-зелеными водорослями, хотя это те же бактерии, только способные к фотосинтезу
Изображение: © mivod / Shutterstock / FOTODOM
За миллиарды лет эволюции разнообразие живых организмов стало огромным. Если сложить клетки всех представителей живого на Земле, получится число, превышающее предполагаемое количество песчинок на планете в триллион раз и в миллион раз превосходящее число звезд во Вселенной. Такие цифры приводят в отчете о своем исследовании, опубликованном в журнале Current Biology, ученые из Weizmann Institute of Science.
Свою в прямом смысле глобальную работу они начали с того, что сложили количество клеток в организмах, а также микробов в океане и земле. Полученное число стало отправной точкой для расчета. Ключом к ответу стала оценка первичной продуктивности клеток — иначе говоря, того, как углекислый газ преобразовывается в соединения на основе углерода. Именно они, органические вещества, двигаются вверх по пищевой цепи — от растений до животных, после смерти которых наступает этап разложения и включения в пищевую цепь микробов и насекомых. Последняя группа возвращает углерод в атмосферу — и цикл замыкается.
Как предполагают ученые, по мере старения Солнца оно станет активнее, вызывая геологические процессы, которые постепенно сократят объем углекислого газа в воздухе. Примерно через миллиард лет уровень CO2 упадет так низко, что фотосинтез остановится. Растения погибнут. Температура океана повысится настолько, что цианобактерии, водоросли и растения там тоже не смогут существовать. Вскоре после этого объем биомассы Земли резко уменьшится, и жизнь в том виде, в каком мы ее знаем, прекратится.
С исчезновением жизни на планете земной пейзаж, видимо, будет выглядеть примерно так Изображение: © ingehogenbijl / Shutterstock / FOTODOM
Ученые отследили то, как менялся объем первичной продукции на протяжении геологической истории Земли. Зная, сколько клеток сейчас на планете производят определенное количество этой самой первичной продукции, авторам исследования удалось определить, сколько их требовалось раньше в разные периоды времени и в разных условиях.
В итоге получилась цифра 1040 — это 10 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000. Именно столько насчитывается клеток на Земле, а для того чтобы их стало больше, просто недостаточно ресурсов. Польза этого исследования в том, что ученые разрабатывают способы оценки «плодовитости» нашей планеты и прогнозируют то, как живые организмы будут использовать углерод в будущем.
