Πόσα ζωντανά κύτταρα υπάρχουν στη Γη; Περισσότερα από τα άστρα του Σύμπαντος

Αν νομίζετε ότι ο αριθμός των άστρων στο ορατό Σύμπαν είναι αστρονομικά μεγάλος, σκεφτείτε ότι ο αριθμός όλων των ζωντανών κυττάρων στη Γη είναι ένα εκατομμύριο φορές μεγαλύτερος.

Κι αν υπολογίσουμε πόσα κύτταρα μπορεί να έζησαν ποτέ στην ιστορία του πλανήτη, το νούμερο είναι 10 τρισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερο από τους κόκκους άμμου σε όλη τη Γη.

Η πιο πολυπληθής ομάδα οργανισμών είναι μακράν τα κυανοβακτήρια

Οι νέες εκτιμήσεις, οι οποίες δημοσιεύονται στην έγκριτη επιθεώρηση Current Biology, δεν είναι απλώς μια άσκηση σε αριθμούς με πολλά μηδενικά: δίνει μια εικόνα για τον κύκλο του άνθρακα και τη συνολική βιομάζα που μπορεί να συντηρήσει ο πλανήτης.

Προσφέρει επίσης μια ζοφερή πρόβλεψη για το τέλος της ζωής στη Γη.

Ζωντανό Σύμπαν

Όπως εξηγεί ο δικτυακός τόπος του Science, η αμερικανο-ισραηλινή ομάδα ξεκίνησε τη μελέτη αντλώντας από τη βιβλιογραφία εκτιμήσεις για τον αριθμό των μονοκύτταρων μικροβίων που ζουν σε στεριά και θάλασσα, καθώς και εκτιμήσεις για την αφθονία των πολυκύτταρων οργανισμών και τον αριθμό των κυττάρων από τα οποία αποτελείται κάθε άτομο.

Πρόσφατη εκτίμηση δείχνει για παράδειγμα ότι το ανθρώπινο σώμα αποτελείται από περίπου 30 τρισεκατομμύρια κύτταρα.

Οι υπολογισμοί αυτοί οδήγησαν στο ασύλληπτο νούμερο των 10³⁰ κυττάρων, δηλαδή 10 ακολουθούμενο από 30 μηδενικά.

Η πιο πολυπληθής ομάδα είναι μακράν τα κυανοβακτήρια, οι αρχαιότεροι φωτοσυνθετικοί οργανισμοί, οι οποίοι ζουν και σήμερα σε κάθε είδους υδάτινα περιβάλλοντα.

Ακόμα και σήμερα τα κυανοβακτήρια προσφέρουν ένα σημαντικό μέρος του οξυγόνου της ατμόσφαιρας (C0)

Για να υπολογίσουν σε δεύτερη φάση τον αριθμό των κυττάρων που έζησαν ποτέ στη Γη, οι ερευνητές υπολόγισαν την πρωτογενή παραγωγή, την παραγωγή βιομάζας από φωτοσυνθετικούς οργανισμούς που χρησιμοποιούν το ατμοσφαιρικό διοξείδιο του άνθρακα για να παράγουν οργανικές ουσίες.

Η πρωτογενής βιομάζα βρίσκεται στη βάση του τροφικού πλέγματος καθώς αποτελεί την τροφή μεγαλύτερων οργανισμών. Όταν οι οργανισμοί αυτοί πεθάνουν, το διοξείδιο του άνθρακα επιστρέφει στην ατμόσφαιρα και ο κύκλος του άνθρακα ξαναρχίζει από την αρχή.

Η ερευνητική ομάδα χτένισε τη βιβλιογραφία για εκτιμήσεις της αφθονίας κάθε τύπου φωτοσυνθετικού οργανισμού σε διαφορετικές εποχές της γήινης ιστορίας, ώστε να εκτιμηθεί η πρωτογενής παραγωγή κάθε επιμέρους περιόδου.

Στη συνέχεια υπολόγισαν πόσα κύτταρα θα χρειάζονταν για να παραγάγουν αυτή τη βιομάζα, λαμβάνοντας υπόψη παράγοντες όπως το πότε εμφανίστηκε κάθε ομάδα φωτοσυνθετικών οργανισμών και το πώς οι εποχές των παγετώνες μείωσαν τη φωτοσύνθεση.

Τα κυανοβακτήρια, τα οποία εμφανίστηκαν πριν από 2,5 έως 3,4 δισ. χρόνια πριν, ήταν για καιρό η μόνη παραγωγική ομάδα, μέχρι την εμφάνιση των μονοκύτταρων φυκών πριν από 600 με 800 εκατ. χρόνια. Τα φύκη έπεσαν με τη σειρά τους στη δεύτερη θέση όταν εμφανίστηκαν τα χερσαία φυτά.

Όλα αυτά οδηγούν στην εκτίμηση ότι η Γη έχει φιλοξενήσει μέχρι σήμερα 10³⁹ με 10⁴⁰ κύτταρα.

Οι ερευνητές μάλιστα υπολογίζουν ότι το νούμερο αυτό βρίσκεται κοντά στις αντοχές του πλανήτη, ο οποίος δεν διαθέτει αρκετούς πόρους για να συντηρήσει πάνω από 10⁴¹ κύτταρα.

Το τέλος της ζωής

Οι αριθμοί αυτοί μπορεί να είναι χονδρικοί, δείχνουν όμως «λογικοί και ρεαλιστικοί», σχολίασε ο Αλέσιο Κολάλτι, οικολόγος του ιταλικού Ινστιτούτου Μεσογειακών Γεωργικών και Δασικών Συστημάτων, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη.

Τα ευρήματα είναι «σαν ταινία της ζωής στη Γη, μια ταινία για το πώς εξελίχθηκε η ζωή από τις απαρχές της» σχολίασε.

Εκτός από το παρελθόν, όμως, η μελέτη προχώρησε και στο μέλλον: η συγκέντρωση του CO2 στην ατμόσφαιρα αναμένεται να μειωθεί στο μέλλον από γεωλογικές διαδικασίες που θα πυροδοτήσει ο ‘Ηλιος, ο οποίος γίνεται όλο και πιο φωτεινός με την πάροδο του γεωλογικού χρόνου.

Σε περίπου ένα δισεκατομμύριο χρόνια, τα επίπεδα CO2 θα έχουν πέσει υπερβολικά χαμηλά για να συντηρήσουν τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης, οπότε τα κυανοβακτήρια και τα φυτά θα πεθάνουν. Ούτως ή άλλως οι ωκεανοί θα είναι τότε υπερβολικά ζεστοί για να επιζήσει οτιδήποτε.

Η βιομάζα της Γης θα πεθάνει και όλος ο δεσμευμένος άνθρακας θα επιστρέψει στην ατμόσφαιρα. Αυτή τη φορά όμως ο κύκλος δεν θα ξαναρχίσει.