The Bugs of the World Could Squish Us All

Pytania, które dzieci zadają na temat nauki, nie zawsze są łatwe do odpowiedzi. Czasami ich małe mózgi mogą prowadzić do wielkich miejsc, które dorośli zapominają odkrywać. To właśnie zainspirowało naszą serię Naukowe pytanie od malucha, która wykorzystuje dziecięcą ciekawość jako punkt wyjścia do zbadania naukowych cudów, o które dorośli nawet nie myślą pytać. Odpowiedzi są dla dorosłych, ale nie byłyby one możliwe bez zachwytu, jaki może wnieść tylko dziecko. Chcę, aby maluchy w twoim życiu były częścią tego projektu! Wyślij mi ich pytania naukowe, a mogą one służyć jako inspiracja dla kolumny. A teraz, nasz maluch…

Q: Co waży więcej: wszyscy ludzie czy wszystkie robaki? – Carson S., wiek 4

Tę odpowiedź1 najlepiej ilustrują dwa niepowiązane ze sobą badania, których autorzy prawdopodobnie nigdy nie przypuszczali, że zostaną użyte razem. W 2012 roku naukowcy oszacowali globalną biomasę człowieka (czyli to, ile wszyscy ważymy) na 287 milionów ton metrycznych.2 Pięć lat później inna grupa naukowców postanowiła oszacować, ile zjadają światowe pająki. Uzyskano przerażające (choć nieco niedokładne) szacunki, według których każdego roku zjadają one od 400 do 800 milionów ton metrycznych. Innymi słowy, tylko podzbiór owadów zjedzonych przez pająki w zeszłym roku prawdopodobnie przewyższa liczbę wszystkich ludzi na Ziemi. Nawet jeśli ludzie są, ogólnie rzecz biorąc, odrobinę lepsi w ostatecznym rozrachunku.

Więc wszystkie robaki zdecydowanie ważą więcej niż wszyscy ludzie. Ale kiedy przytulasz się do kolan i delikatnie kołyszesz, próbując nie dotknąć żadnej z brudnych, pokrytych robalami powierzchni, które otaczają cię przez cały czas, powinieneś wiedzieć, że to pozorne zwycięstwo dla ludzkości robali maskuje pewne poważne problemy dla robali, a w rezultacie dla nas. Okazuje się, że jest ich mniej niż kiedyś – zarówno pod względem całkowitej masy, jak i różnorodności gatunkowej. I to my, ludzie, jesteśmy temu winni.

Ale najpierw cofnijmy się o minutę i porozmawiajmy trochę o tym, dlaczego jest możliwe, aby pluskwy przewyższały ludzi. Sama liczba robaków na świecie jest trochę trudna do ogarnięcia. „Szacuje się, że na kuli ziemskiej jest 10 kwintiliardów owadów” – powiedziała Julie Peterson, profesor entomologii na Uniwersytecie Nebraska-Lincoln. „To jest 10 z 18 zerami po nim, a to tylko owady. To nie liczy innych stawonogów, takich jak pająki i roztocza”. Owady – wraz z kleszczami, stonogami, pająkami i wszystkimi innymi żyjącymi na lądzie pełzaczami, które potocznie nazywamy „robalami” – stanowią prawdopodobnie aż 80 procent gatunków na tej planecie. Dla porównania, ludzie są pojedynczym gatunkiem, składającym się z (w chwili pisania tego tekstu) 7 386 922 190 osobników.

Aby ułatwić zrozumienie tych ogromnych liczb, odwołajmy się do pewnej anegdoty: Elizabeth Borer, profesor biologii na Uniwersytecie Minnesoty, opowiedziała mi o badaniu z 1982 roku, w którym entomolog Terry Erwin pojechał do Panamy i zaczął pobierać próbki chrząszczy, które znalazł w jednym z rodzajów lokalnych drzew. Aby to zrobić, badacze spryskują drzewo pestycydem w taki sam sposób, w jaki eksterminator spryskuje dom, a następnie liczą i kategoryzują nieszczęsne robaki, które z niego wypadają. Erwin znalazł ponad 955 gatunków chrząszczy w zaledwie 19 drzewach. Nie 955 pojedynczych chrząszczy. Gatunków. Opierając się na tym, co wiedział o przewadze tego typu drzew w panamskim lesie i przewadze chrząszczy w porównaniu z innymi rodzajami owadów, Erwin wpadł na back-of-the-envelope obliczeń, że każdy hektar panamskiego lasu może być domem dla aż 41.000 gatunków owadów – miliony, może setki milionów, osobników żyjących w obszarze niewiele większym niż kilka boisk piłkarskich.3

I właśnie dlatego robaki, jako całość, pokonują ludzi w ważeniu funta na funta. Pojedyncze robaki mogą być małe – największe gatunki, takie jak nowozelandzki pasikonik gigantyczny weta, osiągają około 70 gramów, jak powiedział Peterson – to jest wielkość jaja kurzego. Ale nawet jeśli weźmiesz to, co Peterson uważa za prawdopodobne niedoszacowanie średniego rozmiaru robaka – 0,05 miligrama, powiedzmy – to nadal sumuje się do czasu, gdy pomnożysz to przez 10 000 000 000 000 000 000 000 000 000. To jest gra liczb, i robaki są bardzo dużo naprzód.

Granted, wszystkie te liczby przychodzą od ekstrapolacji i oszacowania. Naukowcy często robią badania jak Erwin, idąc do regionu i biorąc próbki, które mówią im, ile robaków żyje w drzewie, lub na jednym metrze kwadratowym ziemi. Jeśli weźmiesz wystarczająco dużo takich próbek, zaczynasz mieć pojęcie o tym, co jest normalne dla danego rodzaju ekosystemu. Potem to już tylko kwestia obliczenia, ile z tego ekosystemu pokrywa Ziemię i zrobienia obliczeń, powiedział Peterson. Szacunki zakładają również, że istnieje wiele gatunków owadów, o których jeszcze nie wiemy. Jeden milion gatunków owadów zostały nazwane i udokumentowane, ich typu okazy zamknięte w słoikach lub zilustrowane w książkach. Może być więcej niż 4 miliony gatunków, które jeszcze nie zostały skatalogowane.

I jeśli to wszystko nie dmucha ci w głowę, rozważ, co te kwintyliony owadów znaczą dla świata. Na początek, są one ważną częścią łańcucha pokarmowego – zdrowie ptaków, w szczególności, zależy od zdrowia robali. Robaki są również zapylaczami, i nie chodzi tu tylko o pszczoły. Osy, mrówki, muchy i chrząszcze – wszystkie one biorą udział w gorącej akcji związanej z układem rozrodczym roślin. I choć nie cała żywność, którą spożywamy, zależy od zapylaczy, to niektóre z naprawdę dobrych rzeczy – migdały, awokado, wiele owoców i orzechów oraz lucerna, którą karmione są nasze zwierzęta mięsne – tak. Robaki odgrywają też rolę w procesie rozkładu. Chrząszcze gnojowe oszczędzają amerykańskiemu przemysłowi bydlęcemu 380 milionów dolarów każdego roku, rozkładając krowią kupę na ziemię, co również pomaga wprowadzić azot – ważne źródło pożywienia dla roślin – z powrotem do gleby.

Bugs matter, and if scientists know how many bugs are in a square meter or what those bugs weight, they can get an idea of how capable of the existing bug population is of doing all the jobs bugs do. To właśnie mają na myśli naukowcy, kiedy mówią o „biomasie”. Jeśli wiesz, ile materiału pojedynczy żuk gnojowy jest odpowiedzialny za rozkład, to wiedza o tym, ile jest żuków gnojowych, pomaga ci zrozumieć, jak dużo może być rozłożone. Jeśli wiesz, ile funtów robaków zjada jeden ptak, to wiesz, ile ptaków może żyć z robaków na panamskim drzewie. A odpowiedzi na te pytania są bardzo ważne, ponieważ mówią nam o faktach praktycznych – takich jak to, czy ptaki mogą przetrwać w danym siedlisku, lub czy kupa zacznie się piętrzyć na naszej farmie.

To oznacza, że biomasa jest zarówno miarą zdrowia społeczności owadów, jak i natury jako całości. I tu właśnie szalona nauka o ważeniu robaków zaczyna się pokrywać z egzystencjalnie stresującą nauką o bezradnym obserwowaniu upadku ekosystemów. Bezkręgowce, grupa obejmująca owady, są słabo zbadane przez biologów zajmujących się ochroną przyrody, przynajmniej w porównaniu z ich liczebnością, a zdrowie ich społeczności może się bardzo różnić w zależności od lokalizacji i gatunku. Ale badania, które istnieją sugerują, że owady nie mają się dobrze. Na przykład, Międzynarodowa Unia Ochrony Przyrody (grupa, której badania odgrywają dużą rolę w określaniu, które gatunki uważamy za zagrożone) śledzi tylko 3,623 gatunków bezkręgowców lądowych – pluskwy, plus robaki i niektóre mięczaki. Ale spośród nich 42 procent jest zagrożonych wyginięciem. „Prawdopodobnie tracimy gatunki szybciej niż możemy nadać im nazwy”, powiedział Peterson.

I można to zobaczyć w konkretnych grupach gatunków, jak również. Badanie z 2015 roku wykorzystało długą historię zapisów dokumentujących populacje ćmy i motyli na chronionych łąkach w Niemczech. Stwierdzono spadek liczby odnotowanych gatunków, z wysokiego poziomu 123 w latach 70. XIX wieku do 71 na początku lat 2010. Co więcej, gatunki charakterystyczne dla danego siedliska były bardziej narażone na utratę. W latach 70. XIX wieku 50 procent gatunków ćm i motyli było generalistami: zwierzętami, które mogą szczęśliwie żyć w wielu miejscach. W roku 2010 było ich już 68 procent. Gatunki, które były specyficzne dla tych niemieckich łąk, zanikały szybciej. Peterson powiedział, że ten wzorzec jest odzwierciedlony w wielu innych miejscach. Odporni generaliści przetrwają, podczas gdy gatunki, które nie mogą się tak łatwo przystosować, giną. I to jest złe dla ludzi, ponieważ najbardziej odporne generalistów są gatunki, które uważamy za szkodniki – karaluchy, powiedzmy, lub komary. „Tracąc różnorodność owadów, obserwujemy wzrost liczby gatunków szkodników” – powiedziała.

Tracimy zapylacze. Tracimy żywność, którą jedzą inne zwierzęta. Tracimy robaki, które grzebią w kupach i martwych rzeczach i pomagają w powrocie odpadów do gleby.

A winowajcą, co niewygodne, jesteśmy my. Największym zagrożeniem dla gatunków owadów jest utrata siedlisk spowodowana przez rolnictwo, wyrąb lasów i rozwój infrastruktury. I to sprawia, że zatrzymanie utraty owadów trudne, Peterson powiedział mi. Często ludzie, którzy najbardziej potrzebują owadów – na przykład rolnicy z Nebraski, którzy polegają na chrząszczach grzebiących, służących jako grabarze martwych żab i myszy, które pomagają uczynić ich ziemię uprawną żyzną – są również ludźmi, których byt zależy od niszczenia siedlisk tych owadów. Ten chrząszcz pochodzi z prerii, powiedział Peterson. Niewiele pozostało prerii, a co za tym idzie, niewiele chrząszczy. Ale chrząszcze pomogły stworzyć bogatą glebę prerii, co uczyniło ich siedlisko doskonałym miejscem do przekształcenia w ziemię uprawną, która zniszczyła ich własne domy. Jeśli wyginą, nie jest to dobre dla rolników. Ale rolnicy nie mogą też po prostu przestać uprawiać ziemi, bo preria nie jest w stanie wyżywić ludzi.

Nie ma łatwych odpowiedzi. W Nebrasce, powiedział Peterson, Agencja Ochrony Środowiska wymaga teraz od rolników, którzy chcą używać środków owadobójczych, aby najpierw upewnili się, że na ich ziemi nie ma chrząszczy grzebiących. Jeśli znajdą te pomocne owady, rolnicy muszą użyć droższego środka owadobójczego, który może zabić szkodniki, chroniąc jednocześnie chrząszcze. Peterson postrzega to jako kompromis: wydać trochę więcej pieniędzy teraz na insektycyd, aby później nie musieć wydawać tyle samo na nawóz. Ale świat jest pełen milionów takich konfliktów – prawdopodobnie jest ich tyle, ile jest gatunków owadów. Nie ma prawie żadnego sposobu, aby wszyscy, owady i ludzie, byli szczęśliwi. Robaki mogą ważyć więcej niż my – na razie – ale możemy tak naprawdę nie czuć tego ciężaru, dopóki nie zniknie.