Zaměřeno na veřejnost

Ochrana přírody 1/2020 — 28. 2. 2020 — Zaměřeno na veřejnost — Tištěná verze článku v pdf

Sudoku nevyluštěna:

Kolik druhů žije v současnosti na Zemi?

Autor: Jan Plesník

Pan Krauskopf se naklonil k neznámému pánovi, 
 smekl obřadně klobouk a pravil: „Máúcta, poklona, pane doktore Štědrý!“
  „Jak mne znáte?“ podivil se pán.
   „Já vás vůbec neznám. Já jsem si vás vypočítal!“ odpověděl pan Krauskopf.
Karel Poláček: Židovské anekdoty (1933)

Proč je dobré znát druhy
Katalogizace co největšího počtu druhů představuje nezbytnou podmínku pro pochopení evolučních a ekologických procesů, podporujících existenci lidské civilizace na Zemi. Zmiňovaná znalost se stává o to důležitější, že člověk nikoli nevýznamně ovlivňuje a bude ovlivňovat početnost a rozšíření organismů bez nadsázky po celé planetě (May 2011). 

O existenci varana komodského (Varanus komodoensis) dosahujícího
délky i přes tři metry a hmotnosti 160 kilogramů se západní svět
dozvěděl až v roce 1912, kdy nizozemská vojenská expedice přinesla
přesvědčivé důkazy o existenci indonéských „draků“. Foto Jan Plesník

Jestliže chceme vyčíslit rychlost a rozsah vymírání (vyhynutí a vyhubení) organismů v určitém časoprostorovém měřítku, jeho změny a trendy, měli bychom aspoň rozumným způsobem odhadnout jak počet vymizelých, tak žijících druhů. K tomu připočtěme, že právě popis nového druhu může být nezbytným prvním krokem k jeho podrobnějšímu zkoumání, které může vyústit k jeho čistě pragmatickému využití lidmi třeba pro získávání látek na výrobu nových účinných léčiv nebo zdravotně nezávadných potravin. Stanovení počtu druhů může mít významné dopady na ochranu přírody včetně určení ochranářských priorit (Joppa et al. 2012). Psychologové a sociologové v této souvislosti zdůrazňují také lidskou touhu poznat a třídit svět kolem sebe. 

Paleontologové považovali pekari Wagnerova (Catagonus wagneri) za druh
vyhynulý již v třetihorách. V roce 1971 byla v paraguayské části Grand Chaca
objevena žijící populace. Foto Jan Plesník

Více než 98  % z 550 vědeckých prací z entomologie uveřejněných v roce 2016 uvádí tak málo údajů o zkoumaném hmyzu, že je nemožné je zopakovat (Packer et al. 2018). 

Počet vědci určených druhů stále přesně neznáme  
V souvislosti s druhovou bohatostí (počtem druhů neboli alfa diverzitou) Země se naskýtají dvě vzájemně související otázky: Kolik druhů už vědci popsali a zařadili do logické soustavy organismů a kolik druhů obývá naši planetu, nebo si alespoň myslíme, že obývá?

Výskyt tapírů mimo Jižní Ameriku vehementně popírali i význační přírodovědci
jako slavný Georges Cuvier. Tapír čabrakový (Tapirus indicus) z jihovýchodní
Asie proto dostal latinské jméno až v roce 1819 – na snínku mládě. Foto Jan Plesník

Stanovit počet v současnosti vědě známých druhů se na první pohled nezdá být velkým problémem. Ale i v tomto případě se musíme spokojit s více či méně kvalifikovanými odhady.

 

Důvodů najdeme hned několik. Samotný pojem druh, přestože patří mezi základní biologické pojmy, zůstává nejednoznačný a stále častěji se ukazuje, že nutně nemusí představovat ekvivalentní jednotku organizace přírody (viz rámeček 1). Koncepce fylogenetického druhu, tedy minimální jasně diagnostikovatelné jednotky fylogeneze, chápe dvě prostorově izolované populace vzájemně se odlišujících drobnými, ale unikátními znaky, jako druhy. Počet druhů tak neroste ani tak zcela novými objevy, ale povyšováním jednotlivých poddruhů, nebo dokonce populací na samostatné druhy, trefně označovaným jako taxonomická inflace (Isaac et al. 2004). Tím, že si taxonomové všimli rozdílů v rámci již popsaného druhu, by se celkový počet druhů mohl zvýšit až o polovinu, u některých skupin dokonce až trojnásobně. Přiznejme ale, že v některých případech nastává i opačná situace: určité taxony bychom neměli nadále považovat za samostatné druhy. Již delší dobu víme, že známý muflon (Ovis aries musimon, popř. O. gmelini musimon) představuje pouze zdivočelou domácí ovci (Poplin 1979, Shackleton 1997, Vigne 1999), v jiných případech, a to i v případě ikon druhové ochrany, se místo o druhy ve skutečnosti jedná o mezidruhové křížence. Nejen stanovení globální bohatosti, ale i samotný počet popsaných druhů proto závisí na tom, jakou koncepci druhu použijeme. 

Někteří odborníci navíc tvrdí, že dnes každý pátý druh již před jeho popisem katalogizoval někdo jiný: pro řadu druhů tak existují synonyma (Costello et al. 2013a). I v ČR se vyskytující slunéčko desetitečné (Adalia decempunctata) má více než 116 vědeckých jmen: navzdory svému druhovému názvu totiž může mít 0–15 teček (Löbl & Leschen 2014). Právě organismy s velkou vnitrodruhovou proměnlivostí (variabilitou) a polymorfismem (rozdílný vzhled obou pohlaví, sociálních kast nebo vývojových stadií) se vyznačují četnými synonymy (Stork 1997). V některých případech je podíl synonym z vědeckých jmen ještě vyšší: u určitých skupin cévnatých rostlin dosahuje 60–78  %, u kytovců 93  % (Scheffers et al. 2012, Costello et al. 2013b). Vysvětlení, proč tomu tak je, je nasnadě. V době rozmachu informačních technologií je neuvěřitelné, že přes několik sympatických pokusů (viz rámeček vpravo) stále neexistuje na internetu zdarma dostupný a přitom aktuální soupis všech vědě známých druhů. Objevování nových druhů a jejich klasifikaci komplikuje skutečnost, že se četné druhy vyznačují malými rozměry, omezeným areálem rozšíření nebo krátkou dobou života, takže je obtížné je jen najít (Scheffers et al l.c.). 

Názory na to, kolik druhů stačili vědci popsat, pojmenovat a zařadit do systému, kolísají z výše uvedených důvodů od 1,2 milionu do 2,2 milionu, přičemž za nejreálnější odhad se považuje 1,9 milionu (viz tabulka). Nejúplnější soupis druhů, Katalog života, obsahuje základní údaje o 1,9 milionu známých druhů, přičemž poměr mezi skutečnými druhy a synonymy je 1,1 : 1 (CoL 2020, viz rámeček níže). 

Objevování nových druhů pokračuje, ale nemusí být dostatečné 
Taxonomická inflace pochopitelně neznamená, že by vědci i dnes neobjevovali nové a nové druhy. Každoročně biologové popíší na 18 000 nových druhů, pokud nepočítáme synonyma (IISE 2020). Nové objevy zahrnují z ekologického či evolučního pohledu tak pozoruhodné druhy, jako je býložravá piraňa Tometes camunani, nejmenší čtyřnohý obratlovec žába Paedophryne amauensis z jihovýchodní Nové Guineje dosahující v dospělosti velikosti pouhých 7,7 milimetru, dvoumetrový filipínský varan Varanus olivaceus, trpasličí tapír o hmotnosti 110  kg Tapirus kabomani, americká šelma olinguito (Bossaricyon neblina) nebo až 6,5  m dlouhý vorvaňovec Berardius minimus (Scheffers et al. l.c., Young et al. 2016, IISE l.c., Yamada et al. 2019). 

Přitom za novými druhy nemusíme vždy zamířit jen do exotických koutů naší planety. Také z území ČR jsou každoročně rozlišeny pro vědu dosud neznámé organismy. V roce 2018 byl popsán nový druh pavouka – šestiočka vidlozubá (Dysdera cechica), vyskytující se v prosvětlených lesích středních a východních Čech a Moravy (Řezáč et al. 2018).

Jak na to?
Jak vůbec stanovujeme počet druhů na Zemi? Tradiční metodu představuje kvalifikovaný odhad specialistů na určitou skupinu organismů, doplněný propracovanými statistickými postupy (Caley et al. 2014). Další možnost nabízí extrapolace makroekologických zákonitostí: kupř. jestliže druhů některých známých skupin, jako jsou ptáci nebo savci, žije v tropech ve srovnání s mírným pásem dvojnásobný počet, bylo by možné tento vztah přepočítat pro celou Zemi a další taxony (May 1990). Někteří autoři uplatnili druhovou bohatost určitého typu prostředí pro konkrétní skupinu, zjištěnou odběrem vzorků, na větší plochu a jiné skupiny (Erwin 1982). Badatelé odhadli druhovou bohatost také na základě počtu druhů popisovaných v minulosti (Costello et al. 2012), podílu nových druhů v odebraném vzorku (Hodkinson & Casson 1991) a poměru známých druhů k dosud neznámým (Stork et al. 2015). Originální postup je založený na zákonitosti, určující počet druhů v daném nižším taxonu linneovské klasifikace (Mora et al. 2011). Nicméně je nezbytné připomenout, že i přes viditelné zlepšení umožňující získat důvěryhodnější data všechny uvedené přístupy vykazují nemalá omezení a že jejich použití může ovlivnit výsledek (Hortal et al. 2015, Stork 2018). 

Velkého pralesního kopytníka příbuzného žirafám, okapi (Okapia johnstoni),
objevili Evropané v povodí řeky Kongo ve střední Africe teprve v roce 1901.
Do té doby považovali zprávy domorodců o jeho existenci za pouhý mýtus.
Její početnost se nedaří v lidské péči významně zvyšovat. Foto Jan Plesník

Druhová bohatost Země – známá neznámá
Již z množství nově a nově popisovaných druhů je zřejmé, že počet vědě neznámých druhů, osídlujících naši planetu, výrazně převyšuje množství popsaných. Relativně nejúplnější údaje máme v tomto směru k dispozici u vyšších obratlovců a cévnatých rostlin. 

Daněk mezopotámský (Dama mesopotamica) byl určitou dobu pokládán za
vyhubeného. V roce 1956 se podařilo v íránské provincii Chúzistán nalézt malé
stádo. Současnou populaci sužuje vysoká příbuznost mezi jedinci jak ve volné
přírodě, tak v lidské péči. Foto Jan Plesník

Odhady počtu druhů, v současnosti osídlujících zeměkouli spolu s lidmi, se pohybují v širokém rozmezí od asi 2 milionů (Costello et al. 2012) po 1 bilion (Locey & Lennon 2016, Larsen et al. 2017). Nicméně pokud budeme brát v úvahu pouze eukaryotní organismy (všechny organismy s výjimkou bakterií a archejí, vyznačující se mj. pravým buněčným jádrem), potom panuje shoda, že jich na Zemi v současnosti žije 5–10 milionů. Pro nedávno uveřejněný odhad globálního počtu ohrožených druhů byl použit názor, že Zemi v současnosti osídluje 8 milionů druhů fauny a flóry (IPBES 2019). Globální druhové bohatství dosáhne astronomických čísel, pokud vezmeme v úvahu také prokaryontní organismy. Přitom jen obtížně můžeme porovnat druh bakterie, pokud vůbec můžeme u těchto organismů hovořit o druhu, s pohlavně se rozmnožujícím rostlinným nebo živočišným druhem (Rosselló-Móra & Amann 2015). Naproti tomu postavení virů jako živých organismů stále není jasné (Moreira & López-García 2009). 

Volně žijícího asijského osla kulana (Equus hemionus kulan) popsal v roce
1967 český zoolog Vratislav Mazák spolu s významným vědcem britského původu
Collinem P. Grovesem.
Foto Jan Plesník

Počet druhů rovněž dramaticky roste, jestliže přijmeme opodstatněnou představu, že biosféru obývá překvapivě velký počet kryptických druhů (druhů, které nedokážeme rozlišit morfologicky, ale pouze soudobými metodami molekulární genetiky), označovaných s jistou nadsázkou jako divoká karta biodiverzity (Bicford et al. 2007). Přitom zdaleka nejde jen o bakterie nebo archeje, protisty (všechny eukaryontní organismy, jež nepatří mezi živočichy, rostliny nebo houby) nebo mikroskopické houby, ale v neposlední řadě i o parazity či endosymbionty (organismy žijící uvnitř buněk jiného organismu, nezpůsobující mu újmu) hmyzu (Adams et al. 2014). V takovém případě nebudou druhově nejpočetnější skupinou organismů ani členovci, hlavně hmyz, zejména brouci, ale ani červovití hlísti (Cycloneuralia), nýbrž bakterie, tvořící 70–90  % všech druhů (Larsen et al. l.c.).

Molekulárně-genetický výzkum přinesl nový pohled na systematickou klasifikaci
zeber. Na snímku zebra Böhmova (Equus quagga boehmi) v keňské soukromé
rezervaci Ol Pejeta. Foto Jan Plesník     

Právě mimořádné číselné rozpětí odhadů počtu recentních druhů na naší planetě stejně jako řada s ním souvisejících neurčitostí vedou k tomu, že někteří vědci nepovažují snahu co nejlépe celosvětové druhové bohatství postihnout za smysluplnou a přirovnávají ji v lepším případě k věštění z křišťálové koule. 

Z 2,2–3,8 milionu hub vědci dosud stačili klasifikovat 144 000 druhů.
Novější výzkum opakovaně potvrdil, že tyto organismy jsou ve skutečnosti
íce příbuzné živočichům než rostlinám. Foto Jan Plesník

Poznání druhového bohatství Země: co dál?
Australan Robert May, za přínos světové vědě povýšený do šlechtického stavu jako baron z Oxfordu, poznamenal, že kdyby obyvatelé jiných světů navštívili Zemi, jejich první otázka by byla: Kolik odlišných forem života – druhů – hostí vaše planeta? (May 2010). Jak ale sám podotýká, k určitému datu známe naprosto přesný počet knih v Kongresové knihovně Spojených států, největší knihovně na světě, ale nedokážeme říci, a to ani řádově, kolik odlišných rostlinných a živočišných druhů s námi obývá svět (May 2011). S určitou nadsázkou můžeme říci, že máme k dispozici lepší údaje o tom, kolik hvězd se nachází v naší galaxii, než kolik druhů se vyskytuje v současnosti na Zemi. 

 

Traduje se, že většina druhů, které z biosféry vymizí, badatelé nestačili určit. Popsání všech druhů žijících s námi na stejné planetě by si při současném tempu vyžádalo 1200 let a 303 000 taxonomů a vyjde na 364 miliard USD, tedy 8,2 bilionu Kč (Mora et al. 2011). Pokud ale ve větší míře uplatníme metodu čárového kódu DNA (Ji et al. 2013, Pimm et al. 2014), vyřešíme problém se synonymy, zvýšíme počet aktivních taxonomů, ať už profesionálních, či amatérských (v Evropě polovina nově popsaných živočišných druhů padá na vrub amatérům, Fontaine et al. 2012), budeme podporovat občanskou vědu, do určování druhů zapojíme mnohem více soudobé technologie včetně umělé inteligence (MacLeod et al. 2010, Carranza-Rojas et al. 2017, Ledford 2017) a na taxonomii vyčleníme odpovídající finanční prostředky, trval by popis všech druhů na Zemi už „jen“ asi sto let (May 2011). Je tedy zřejmé, že ještě dlouhou dobu budeme při hledání odpovědi zejména na druhou otázku závislí na nejlepších dostupných údajích a propracovanějších odhadech.