kui 97%, sellal kui muud andmed viitavad eraldiseisvatele põlvnemisliinidele või liikidele. Niisiis võib arvata, et piirmäära rakendamisel alahinnatakse tegelikku bakterite liigirikkust. Kuid vähemalt praegu on 16S rRNA kasutamine triipkoodistamisel kõige praktilisem viis hinnata bakterite mitmekesisust, muu hulgas ka seepärast, et nüüdseks on olemas selle geenijärjestuste suur võrdlusandmestik, mis võimaldab teadlastel leida nimesid paljudele järjestustele, mis nende kogutud proovides ilmnevad. Kui võtta suuri proove mullast, mereveest, heitveest, taimelehtedelt, inimese maost jne, siis leiab ühest proovist enamasti kuni 10 000 liiki bakterite järjestusi. Sama meetodiga võetud proovide geneetilise mitmekesisuse võrdlemine annab meile aimu bakterite liigirikkusest erinevates keskkondades, kusjuures kõige enam bakterite elurikkust leidub tavaliselt mullaproovides.
See, kuidas hinnata kohaliku liigirikkuse andmete põhjal globaalset liigirikkust, on senimaani keeruline küsimus. Ühes uuringus, mis põhines üle 500-l maailmamere eri paigust võetud proovil, tuvastati ligikaudu 100 000 bakteriliiki (Zinger et al. 2011), samal ajal kui teise analoogse töö käigus leiti maailmamere proovidest üle 150 000 eukarüootse OTU alates tibatillukestest protistidest kuni väga väikeste loomadeni (de Vargas et al. 2015). Bakteriliikide pelgast kokkulugemisest tõenäoliselt olulisem ja ka probleemsem on nende geneetiline mitmekesisus ning sellest lähtuv ainevahetuslike funktsioonide mitmekesisus. Maailmamerest võetud 243 proovi analüüsimisel leiti sealt metagenoomilisi andmeid 7,2 triljonit aluspaari – üle 40 miljoni viirustelt, bakteritelt, arhedelt ja tillukestelt päristuumsetelt hõljumiorganismidelt pärinevat geenijärjestust. Bakterite evolutsioon on väldanud üle kolme miljardi aasta ehk ligi kümme tuhat korda kauem kui meie enda liigil, ja pole siis imestada, et selle aja jooksul on neis akumuleerunud erakordne geneetiline mitmekesisus. Juba ainuüksi meie kehas elavad bakterid moodustavad tohutu koosluse, kus leidub tuhandeid liike, mis sisaldavad kokku sada korda rohkem geene kui meie enda DNA. Seega on igati loogiline, et meie heaolu on väga lähedalt seotud selle mikrobioomi toimimisega (vaata 6. peatükki). Ei ole teada, kui palju bakteriaalseid geene maailmas leidub, kuid metagenoomilised uuringud, mille eesmärk on sekveneerida kõik bakteriaalsed geenid mis tahes paigast pärit proovidest, viitavad bakterite enam-vähem lõputule mitmekesisusele: igast proovist, mis võetakse, leitakse üha uusi geene. Küsimus, kas bakteriaalseid geene võiks olla sama palju kui tähti Linnutee galaktikas, jääb tuleviku vastata.
Ökosüsteemid viimase 500 miljoni aasta jooksul
Kuidas võisid ökosüsteemid välja näha 100 000 aastat tagasi, kui inimene polnud neile veel mingit mõju avaldanud? Või dinosauruste valitsemise ajal või veelgi varem, 375 miljonit aastat tagasi, kui esimesed selgroogsed loomad roomasid veest maismaale? Kuigi me ei saa nendele küsimustele kunagi päris täpseid vastuseid, on eksperdid, kes on uurinud üksikasjalikult fossiile ning kombineerinud neist saadud infot teadmistega bioloogiast, geoloogiast, geokeemiast, klimatoloogiast ja teistest loodusteadustest, suutnud kokku panna üllatavalt üksikasjaliku pildi sellest, milline maailm minevikus välja nägi (Behrensmeyer et al. 1992). Õppides tundma Maa kauget minevikku ja geoloogilises ajaskaalas toimunud dramaatilisi sündmusi, võime alahinnata praegu toimuvate keskkonnamuutuste olulisust: inimese ebaadekvaatse ajataju tõttu ei suuda me mõista, kui kiiresti muutub maailm meie ümber ja kui kiiresti toimusid muutused kauges minevikus. Me suudame hoomata mõne aasta vältel toimuvaid muudatusi, kuid väga keeruline on vahet teha tuhandetel ja miljonitel aastatel. Teadmised kauges minevikus toimunu kohta ei saa anda meile retsepti, kuidas praeguste keskkonnaprobleemidega toime tulla, ent igal juhul on põnev teada, milline oli maailm siis, kui inimesi veel polnud.
Kuigi Maal on elu leidunud juba vähemalt 3,7 miljardit aastat, olid ökosüsteemid üle kolme miljardi aasta vältel küllaltki lihtsakoelised, koosnedes põhiliselt madalal merepõhjas leidunud bakterimattidest. Arvatakse, et varajased eluvormid sõltusid energia ja keemiliste elementide hankimisel hüdrotermaalsetest lõõridest. Kõrvalsaadusena hapnikku tootva fotosünteesi väljaarenemist ligikaudu kaks miljardit aastat tagasi võib ehk pidada üleüldse kõige olulisemaks evolutsiooniliseks uuenduseks, mis kutsus esile vaba hapniku järkjärgulise akumuleerumise atmosfääris ja muutis nõnda meie planeedi sobilikuks keerulisemate eluvormide evolutsiooniks. Kambriumi ajastu algul (541 miljonit aastat tagasi) suutsid merepõhja urgudes elavad loomad neid bakterimatte juba toiduks tarvitada, vabastades nii mattide alla kogunenud hapniku, kutsudes sellega maailmameres esile vee ja hapniku ringluse ning muutes ülemised veekihid elamiskõlblikuks palju mitmekesisematele loomsetele eluvormidele. Sedasorti ökosüsteemide ümberkujundamine, mida rakendasid merepõhjas elutsevad loomad, võis olla üks tegur, mis tekitas kambriumi plahvatuse – geoloogilises ajaskaalas võrdlemisi lühikese, tõenäoliselt vaid 20 miljonit aastat kestnud perioodi, mille käigus Maa loomastik mitmekesistus tänu uute eluvormide evolutsioneerumisele väga kiires tempos. Kambriumit võiks nimetada ka innovatsiooniajastuks, sest evolutsioon toimus kiiresti ja ühestainsast eellasest kujunesid välja enam-vähem kõik tänapäevased loomade hõimkonnad. Elusolendid on jaotatud riikidesse, nagu loomad ja taimed, ning hõimkond on ühe riigi kõrgeim taksonoomiline tasand. Hõimkonna moodustavad organismid, kellel kõigil on sama ehitusplaan: kelle keha on nii ehituslikult kui ka talitluslikult üldjoontes ühesugune. Loomariiki kuuluvad näiteks järgmised hõimkonnad: lülijalgsed, limused ja keelikloomad. Meie ise kuulume selgroogsete alamhõimkonda, mis on osa keelikloomade hõimkonnast. Liigirikkus akumuleerus kambriumi ajal ja ka pärast seda küllaltki kiiresti, kuid mereloomade puhul jäi toona saavutatud elurikkus laias laastus püsima viiesajaks miljoniks aastaks (joonis 1.4 A), eriti võrreldes maismaaloomade elurikkusega (joonis 1.4 B). Kuigi mereelustiku perekondade ja sugukondade arv on püsinud suhteliselt konstantsena, on aja jooksul muutunud arvuliselt tooni andvad rühmad. Kambriumis ja sellele järgnenud 200 miljoni aasta vältel olid kõige arvukamad ja mitmekesisemad madalmerede loomad filtertoidulised käsijalgsed ehk brahhiopoodid, kes sarnanevad kahepoolmeliste limustega, kuid ei ole nendega mingit pidi suguluses. Kivististe põhjal on kirjeldatud üle 10 000 liigi nüüdseks välja surnud käsijalgseid, mis moodustab tõenäoliselt väikese osa kõikidest toona elutsenud brahhiopoodidest. Tänapäeval on teada aga üksnes 300 liiki käsijalgseid. Kui käsijalgsete mitmekesisus hakkas 250 miljonit aastat tagasi permi ajastu lõpus toimunud kolmanda massilise väljasuremislaine käigus kiiresti vähenema, asusid madalmeredes nende asemel domineerima teised organismirühmad, nagu kahepoolmelised limused, paljaslõpulised ja teised kõhtjalgsed.
Joonis 1.4 A. Mereloomastiku elurikkus fanerosoikumis ehk viimase 500 miljoni aasta jooksul. Joonisel kujutatud andmestik põhineb fossiilileidudel ja selles on arvestatud leidude ebaühtlast jaotust ajaskaalal (andmestik pärineb allikast Alroy 2010).
Конец ознакомительного фрагмента.
Текст предоставлен ООО «ЛитРес».
Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на ЛитРес.
Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.
