- Langt flere arter enn vi har trodd

Moderne genetiske metoder har blåst liv i en debatt like gammel som evolusjonsteorien: Hvor mange arter finnes det egentlig på jorden? Mange flere enn vi har trodd, mener norske forskere.

Published

- Det er litt som å telle antall stjerner i universet. Det å estimere nøyaktig antall dyr og planter på jorda er umulig, forklarer Vigdis Vandvik, biolog ved Universitetet i Bergen.

- Det forskningen vår viser, er først og fremst at det nok er langt flere arter på planeten enn de mest nøkterne har anslått, sier hun.

Sammen med kollegaene har hun funnet ut at det er størst artsrikdom i de typene habitater som er mest utbredt i en bestemt region.

Vandvik er opptatt av biologisk mangfold, og av teoriene om hvodan dette mangfoldet oppstår og opprettholdes. Ikke at hun har noe tall. Hun har ikke en gang håp om å finne det.

Forutsetninger for artsmangfold

- Antall fugler er overkommelig, pattedyr er nesten like enkelt, men når du kommer ned på virkelig små ting, mikroorganismer, er det i praksis umulig, sier Vandvik.

Likevel har det en viss prinsipiell interesse å beregne omtrent hvor stort tallet er, blant annet fordi det kan si litt om forutsetningene for artsmangfoldet, og om hvor sårbare de forskjellige biotopene er.

Dessuten har det har skapt grobunn for en kontroversiell teori av den typen forskere elsker å krangle om.

Alt er overalt

"Vigdis Vandvik."
"Vigdis Vandvik."

- Grovt sett kan vi skille mellom to skoler i denne debatten. Den første har en læresetning som høres bedre ut på engelsk enn norsk: “Everything is everywhere”, forklarer Vandvik.

Argumentet er at mikroorganismer har så enorme populasjonsstørrelser og er så godt spredd at du finner de samme artene overalt på kloden.

For store dyr har du begrensninger de mindre ikke er like hemmet av. Isbjørner får for eksempel ikke spise seg mette på pingviner: Selv om de bor i samme habitat, er de på forskjellige steder og faren for at den ene arten skal spre seg naturlig til der den andre bor, er ikke tilstede.

For mikroorganismer, derimot, er situasjonen en annen, hevder “Everything is everywhere”-teoretikerne.

- Ville bety relativt få arter

- I sin ytterste konsekvens ville prinsippet betydd at det måtte vært relativt få arter mikroorganismer på planeten. Det hadde for eksempel betydd at du ville funnet de samme artene i jorden langs nordvestkysten av USA som du gjør her på Vestlandet, siden naturforholdene er nokså like, forklarer hun.

- Det gjør du imidlertid ikke. Teller du funksjonene de forskjellige organismene utfyller, finner du at du har omtrent like mange funksjoner i økosystemene - men artene som utfyller dem er ikke helt identiske.

- I tillegg har det dukket opp nye genetiske metoder og data som tyder på at prinsippet ikke gjelder, sier Vandvik.

Forskjellig arvestoff

Teorien om at alt er overalt har altså blitt utfordret av oppdagelsen av betydelig regional genetisk variasjon blant mikroorganismene.

- De nye metodene gjør det blant annet mulig å sekvensere DNA i store prøver av jord eller vann, som gjør det mulig å oppdage nye arter som man ikke har kunnet dyrke frem og studere i laboratoriet.

- Da har man oppdaget at jordprøver fra to tilsynelatende like habitater inneholder forskjellig arvestoff.

Dette betyr ikke nødvendigvis at man har med forskjellige arter å gjøre, hevder skeptikerne, for det må jo finnes rom for genetisk variasjon innad i en art. Slik går krangelen videre.

Et skritt bort fra krangelen

- Vi har gjort en litt smart ting: Vi har tatt et skritt tilbake fra dem som krangler om data, og tatt for oss et godt, gammeldags morfologisk artsbegrep.

Det tradisjonelle morfologiske artsbegrepet går grovt sett ut på at individer som ligner nok på hverandre, hører til samme art. Dermed plasseres organismer som ser forskjellige ut, i ulike artskategorier.

- Alle aksepterer at morfologiske distinkte arter virkelig er forskjellige. Om det er genetiske variasjoner innenfor dem, gir vi blaffen i. Vi har sett på diversitet innenfor disse artene, og lett etter mønstre som ikke ville vært mulige dersom de var spredd overalt. Det fant vi, forklarer Vandvik.

Diatoméer

Her kommer paleoklimatologen Richard Telford inn. Han er ekspert på diatoméer, små vannlevende encellede organismer med kiselskall.

Skallet gjør dem følsomme for pH-verdien i vannet, og derfor er de godt egnet til å studere miljøendringer gjennom historien. I tillegg var de et hett forskningsobjekt på 70- og 80-tallet, da det ble populært å studere effektene av sur nedbør.

- Derfor har vi absurd store datasett. Vi brukte bare et lite utvalg av de tilgjengelige dataene, og vi har sett på over 1000 sjøer fra tre kontinenter, sier Vandvik.

Tilgjengelighet

- Vi fant ut at det som best forklarer artsrikdom i et habitat, er den regionale tilgjengeligheten på det habitatet, sier Vandvik.

- For diatoméer er det altså pH-verdien i vannet som er den viktigste habitatvariabelen. Her på Vestlandet, for eksempel, har de fleste sjøene en pH på ca. 6. Samtidig er artsrikdommen størst i sjøer med pH 6.

- I Nord-Finland, derimot, er situasjonen en annen. Der fant vi ikke størst artsrikdom i sjøene som har pH på 6. Der var det plutselig langt flere arter i de sjøene som har pH på over 7. I Nord-Finland har de fleste sjøene pH på over 7. Det samme mønsteret gjentar seg også i andre verdensdeler.

Umulig å telle

- Vi brukte med andre ord data som den ene gruppen stoler på til å si at den andre gruppen hadde litt rett, forklarer Vandvik.

Hun vil imidlertid ikke velge side.

- Konklusjonen vår er sånt sett av det heller kjedelige slaget: Vi gir begge sider litt rett. Det som kan bli mer spennende, er hva vi vil gjøre videre, forklarer hun.

Forskerne har nemlig en skjult agenda: De vil søke Forskningsrådet om penger til å fortsette med grunnforskningen sin. Blant annet vil de se om “Everything is everywhere”-prinsippet er litt anvendelig likevel - men slik at styrken i de geografiske mønsterene varierer med størrelsen på organismene.

Nærme seg et tall?

Dersom de klarer det, og dersom de klarer å kvantifisere dette forholdet, se, da kunne vi få noe som begynner å ligne på et tall. Men først og fremst betyr det at en strid som har rast nesten siden Darwins tid kanskje kan legge seg litt.

Vandvik mener altså at det finnes mange flere arter på jorden enn mange har trodd så langt. Samtidig tror hun aldri vi vil finne noe endelig tall.

- Usikkerheten er enorm. Det kan finnes skjulte arter innen et morfologisk artsbegrep, og på den annen side kan det diskuteres om det vi finner er gyldig for diatoméer kan overføres til andre grupper av arter.

- Spørsmålet blir ikke mindre interessant av den grunn, eller om det ikke lar seg gjøre å telle alle artene på planeten. Vi slutter ikke å forske på astronomi selv om det ikke lar seg gjøre å telle alle stjernene, sier Vandvik.

Drodlet på fritiden

Prosessen bak det norske forskningsresultatet er en historie om at den beste forskningen ofte oppstår som et biprodukt av noe helt annet - og litt om hvor samfunnsnyttig det kan være at forskere av og til sluntrer litt unna.

Den var nemlig ikke direkte jobbrelatert, diskusjonen mellom en paleoklimatolog fra Bjerknessenteret, Richard Telford, og biologen Vigdis Vandvik.

Forskerne trodde i alle fall ikke at de sammen med professor og paleoøkolog John Birks fra Bjerknessenteret skulle diskutere seg frem til en artikkel i det prestisjetunge tidsskriftet Science.

Dårlig samvittighet

- Richard hadde faktisk litt dårlig samvittighet i starten, for at han brukte tid på dette. Han skal jo primært jobbe med å rekonstruere klima fra tidligere perioder, forklarer Vandvik.

De drodlet mye på teorien om jordens arter på fritiden.

- Da det hadde gått opp for oss hvor enkelt det egentlig var, tok det oss omtrent en halv dag å skrive artikkelen. Vanligvis er det noe som tar ukevis, forklarer Vandvik.

Referanse:

Richard J. Telford, Vigdis Vandvik, H. J. B. Birks; Dispersal Limitations Matter for Microbial Morphospecies; Science 19. mai 2006; Vol. 312. no. 5776, s. 1015; DOI: 10.1126/science.1125669.

Ingressbildet er av en foraminifer, en marin mikroorganisme.