Die bislang umfangreichste Analyse mikrobieller Daten ergab, dass 99,999 Prozent der Arten unentdeckt bleiben.
Böden sind eines der größten Reservoire für mikrobielle Vielfalt auf der Erde. Es ist nicht ungewöhnlich, dass ein Gramm Boden 1 Billion Zellen und 10.000 Bakterienarten enthält, einschließlich Actinomyces israelii (Abbildung). Foto: Graham Colm
Die Erde könnte fast 1 Billion Arten enthalten, von denen nur ein Tausendstel identifiziert wurde. Dies geht aus einer Studie von gestern (2. Mai 2016) in hervor Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften.
Die neue Schätzung - mindestens 100.000 Mal größer als jede vorherige Schätzung - basiert auf dem Schnittpunkt großer Datensätze und universeller Skalierungsgesetze. Die Forscher kombinierten mikrobielle, pflanzliche und tierische Community-Datensätze aus staatlichen, akademischen und bürgerwissenschaftlichen Quellen. Insgesamt repräsentieren diese Daten über 5,6 Millionen mikroskopisch kleine und nicht mikroskopisch kleine Arten von 35.000 Standorten in allen Ozeanen und Kontinenten der Welt, mit Ausnahme der Antarktis.
Grand Prismatic Spring in Yellowstone; Solche heißen Pools sprudeln oft mit unentdeckten Mikroben. Fotonachweis: NPS
Jay T. Lennon, außerordentlicher Professor am Institut für Biologie des Bloomington College of Arts and Sciences, ist Mitautor der Studie. Lennon sagte in einer Erklärung:
Ältere Schätzungen basierten auf Versuchen, bei denen die Vielfalt der Mikroorganismen dramatisch unterbewertet wurde.
Mikrobielle Arten sind alle Lebensformen, die zu klein sind, um mit bloßem Auge gesehen zu werden, einschließlich aller einzelligen Organismen wie Bakterien und Archaeen sowie bestimmter Pilze. Lennon sagte:
Bis vor kurzem fehlten uns die Tools, um die Anzahl der mikrobiellen Arten in der natürlichen Umwelt wirklich einschätzen zu können. Das Aufkommen der neuen genetischen Sequenzierungstechnologie bietet einen beispiellos großen Pool an neuen Informationen.
Unsere Studie kombiniert die größten verfügbaren Datensätze mit ökologischen Modellen und neuen ökologischen Regeln für den Zusammenhang zwischen Biodiversität und Abundanz. Dies gab uns eine neue und strenge Schätzung für die Anzahl der Mikrobenarten auf der Erde.
Bakterien, wie diese aus einem Süßwassersee, sind die am häufigsten vorkommenden Organismen auf dem Planeten. Bildnachweis: Mario Muscarella
Die Erkenntnis, dass die Probenahme von Mikroorganismen erheblich unterbewertet war, führte in den letzten Jahren zu einer Explosion neuer mikrobieller Probenahmemaßnahmen
Diese und viele andere Datenquellen wurden zusammengestellt, um das Inventar der neuen Studie zu erstellen, in der 20.376 Probenahmen für Bakterien, Archaeen und mikroskopische Pilze sowie 14.862 Probenahmen für Gemeinschaften von Bäumen, Vögeln und Säugetieren zusammengefasst wurden.
Die Ergebnisse der Studie legen auch nahe, dass die Identifizierung jeder mikrobiellen Spezies auf der Erde eine fast unvorstellbar große Herausforderung darstellt. Das Earth Microbiome Project - ein globales multidisziplinäres Projekt zur Identifizierung von Mikroskoporganismen - hat bisher weniger als 10 Millionen Arten katalogisiert. Lennon sagte:
Von diesen katalogisierten Arten wurden bisher nur etwa 10.000 in einem Labor gezüchtet, und weniger als 100.000 haben Sequenzen klassifiziert. Unsere Ergebnisse zeigen, dass 100.000 Mal mehr Mikroorganismen entdeckt werden müssen - und 100 Millionen, die vollständig erforscht werden müssen. Offenbar ist die mikrobielle Artenvielfalt größer als je zuvor gedacht.