Nová inventura pozemského života: Kolik váží veškerý život na Zemi

Planetu Zemi obývá 7,6 miliardy lidí. Jsou to nepřeberné zástupy, a pokud bychom spočítali, kolik všichni dohromady vážíme, došli bychom k impozantnímu číslu 324 milionů tun. Zdá se to být hodně, ale z velmi důkladné inventury pozemského života, kterou provedl tým pod vedením Rona Mila z Weizmannova institutu v izraelském Rechovotu, vyplývá, že lidstvo představuje v celkovém množství živé hmoty naší planety jen zanedbatelné „smítko“. Ať jsme tlustí nebo tencí, malí nebo velcí, všichni dohromady tvoříme pouhou setinu procenta z celkového objemu pozemské biomasy. Přesto člověk s biomasou planety v posledních tisíciletích pořádně „zamával“.

Jak se váží vše živé?

Milo a jeho spolupracovníci pochopitelně neobíhali svět s metrem, stolními váhami či mincířem. Místo toho se posadili k počítačům a sumarizovali údaje o živé hmotě v nejrůznějších ekosystémech – od pouští přes pralesy až po polární tundru, od nejhlubšího dna oceánů až po nejvyšší vrcholky hor. Prostřednictvím obrovského množství vědeckých studií „nakoukli“ biologové i do podzemí. 

Navíc si uvědomovali, že o pozemské biomase si nelze udělat přesnou představu podle toho, kolik který organismus váží. Například tělo medúzky sladkovodní (Craspedacusta sowerbii) tvoří z 99,26 % voda. Organické hmoty nese tento zástupce žahavců (Cnidaria) jen špetku. Lidské tělo obsahuje kolem 60 % vody a například želvušky (Tardigrada) snesou stav, kdy voda tvoří pouze 3 % jejich celkové tělesné hmotnosti. Různý obsah H_²O bylo proto potřeba zohlednit. 

Všechny organismy – mikroby počínaje a obřími sekvojovci konče – museli Ron Milo a jeho kolegové převést na „společného jmenovatele“. Rozhodli se pro uhlík, prvek tvořící základ organických sloučenin. Do organismů se ho valná část dostává z ovzduší, kde se vyskytuje ve formě anorganické molekuly oxidu uhličitého. Tento plyn čerpají rostliny z atmosféry a fotosyntézou z něj pak vyrábějí organické molekuly cukru. Od nejrůznějších zástupců flóry přebírají uhlík v organických sloučeninách další formy pozemského života. Lidský organismus je tvořen uhlíkem z 18,5 %, což znamená, že člověk o hmotnosti 75 kilogramů v sobě nese necelých 14 kilogramů uhlíku. 

Savci jsou pozadu

Ve studii zveřejněné vědeckým časopisem Proceedings of the National Academy of Sciences Ron Milo a jeho kolegové uvádějí, že veškerá pozemská biomasa v sobě dohromady váže 550 miliard tun uhlíku. Z toho více než 80 %, konkrétně 450 miliard tun, připadá na rostliny (Plantae). Na druhém místě jsou bakterie (Bacteria), v nichž se skrývá 70 miliard tun uhlíku. Houby (Fungi) už jej obsahují pouze 12 miliard tun. Milovníci extrémních podmínek z řad archebakterií (Archea), na první pohled podobní bakteriím, mají ve svých buňkách sedm miliard tun uhlíku a prvoci (Protozoa) čtyři miliardy tun. Celá živočišná říše (Animalia) – od mušky octomilky po velrybu plejtváka obrovského – stojí a padá s necelými 2,5 miliardy tun uhlíku. Viry (Vira) sice nepočítáme mezi organismy, ale organické sloučeniny s uhlíkem tato forma života obsahuje. Ačkoliv se v oceánech vyskytuje přímo závratné množství virů a každý litr mořské vody je jimi doslova nabit, jsou tak malé, že všechny dohromady nesou jen 200 milionů tun uhlíku. 

Podrobnější pohled na biomasu živočišné říše přinesl další pozoruhodné informace. Bezmála polovina, tedy asi miliarda tun uhlíku, připadá na členovce (Arthropoda). Příliš za nimi nezaostávají ryby (Osteichthyes) a paryby (Chondrichthyes) se 700 miliony tun. Biomasa dalších skupin živočichů už je podstatně skromnější. 

Měkkýši (Mollusca) a kroužkovci (Annelida) nesou shodně po 200 milio­nech tun uhlíku. Žahavci (Cnidaria) v sobě skrývají zhruba polovinu – cca 100 milionů tun. Stejné množství však najdeme u domácích zvířat, především skotu, prasat a drůbeže. Lidstvo s 60 miliony tun za hospodářskými zvířaty zaostává. A už vůbec se s biomasou těchto zvířat nemohou měřit volně žijící savci s pouhými sedmi miliony tun uhlíku nebo volně žijící opeřenci se dvěma miliony tun. 

Rostliny vládnou souši, živočichové mořím

Zajímavé je také rozložení biomasy na planetě. Moře a oceány zabírají 71 % zemského povrchu a objemem dominují nad souší ještě výrazněji. Přesto se drtivá většina biomasy nachází na pevnině, kde se v ní váže celkem 470 miliard tun uhlíku. Mořské formy života v sobě zadržují jen šest miliard tun. Nejméně 70 miliard tun se pak skrývá ve formách života sídlících pod zemským povrchem a pod mořským dnem. 

Na souši tvoří základ všeho živého zelené rostliny, které čerpají uhlík z atmosféry a mění ho na organickou hmotu. Jejich celková biomasa nahromadila už zmíněných 450 miliard tun uhlíku. V mořích však představují vzácné hosty. Žijí tam hlavně zelené řasy (Algae) a z vyšších rostlin pak především zástupci řádu žabníkotvarých (Alismatales). Dohromady je v nich méně než miliarda tun uhlíku. Suchozemské formy života, které přímo nebo nepřímo čerpají organické látky z rostlin, vytvářejí celkovou biomasu s pouhými 20 miliardami tun uhlíku. Poměr rostlinných „producentů“ organické hmoty k jejím konzumentům je na souši 22,5 ku jedné. 

V moři panují zcela opačné poměry. Rostlinní producenti organické hmoty mají pětkrát méně uhlíku než organismy, jež jsou na konzumaci této organické hmoty odkázány. Příčina tkví v tom, že se mořské řasy a vyšší rostliny velmi rychle obnovují, zatímco jejich konzumenti, například ryby, mají „obrat“ výrazně pomalejší.

Každá skupina organismů má svou doménu. Většina biomasy rostlin se nachází na souši. Většina živočišné biomasy je v moři. A většina biomasy bakterií a archebakterií se ukrývá hluboko v podzemí. 

Člověk v hlavní roli

Pozemský život prodělal celou řadu dramatických změn. Během velkých vymírání – podobných, jaká přinesla například srážka Země s asteroidem na konci druhohor – objem biomasy prudce poklesl. Obdobný proces její redukce však před pár tisíciletími nastartovala i lidská civilizace. Dnešní objem biomasy rostlin je ve srovnání se stavem před vzestupem člověka jen poloviční! Lidé vykáceli obrovské plochy lesů a proměnili je na pole, sady či pastviny. Zemědělské plodiny dnes sice vážou 10 miliard tun uhlíku, ale jde jen o 2,2 % biomasy zmizelých lesů a dalších zničených porostů. 

Objem biomasy ryb jsme stačili zredukovat „pouze“ o 15 %. Biomasu suchozemských savců jsme ovšem srazili na 17 % původního stavu a u mořských savců na pětinu. Z biomasy savců dnes připadá 60 % na hospodářská zvířata, 36 % na člověka a jen 4 % na volně žijící živočichy. Člověkem chovaná kuřata váží třikrát víc než všichni volně žijící ptáci světa dohromady!

Daň za vzestup

„Když si otevřete dětské knížky o zvířatech, defilují před vámi sloni a lvi. Mnohem případnější by bylo, kdyby tam byla kráva a vedle ní kráva a pak zase kráva a potom kuře,“ poznamenává jen s mírnou nadsázkou Ron Milo. 

Člověk přispěl k dominanci vybraných druhů, konkrétně tura domácího (Bos taurus), prasete domácího (Sus scrofa), kura domácího (Gallus gallus) a sebe samého (Homo sapiens). Dominance jednoho druhu v určitém prostředí neporušuje principiálně přírodní zákonitosti. Například mořský korýš krunýřovka krillová (Euphausia superba) vévodí polárním mořím a váže v sobě 50 milionů tun uhlíku. Biomasou se tedy bezmála vyrovná celému lidstvu. Hlavní rozdíl tkví v tom, že zatímco dominance krunýřovky je výsledkem dlouhé evoluce a přispívá k různorodosti života v polárních mořích, člověk, skot a drůbež zvětšily svou biomasu na Zemi přímo raketově a jejich rozmach zaplatil dramatickým ústupem velký počet jiných forem života.