Ζύγισαν όλο το DNA στη Γη! How Much DNA Is There in the World?

Ερευνητές μέτρησαν τον βάρος αλλά και τον όγκο των δεδομένων του γενετικού υλικού όλων των οργανισμών του πλανήτη. Scientists have shown that the Earth is not so much the planet of the apes as the planet of the DNA molecule – calculating that there is enough of it in the world to fill a billion shipping containers. The researchers totted up the number of organisms in the world, from the tiniest virus to the biggest whale, multiplied this by the total number of their cells containing at least once DNA molecule and converted this figure into an estimated weight – about 50bn tonnes of genetic material. IMAGE CREDIT: ISTOCK

Το βάρος όλων των μορίων DNA όλων των ζωντανών οργανισμών της Γης φθάνει τα 50 δισεκατομμύρια τόνους γεμίζοντας ένα δισεκατομμύριο κοντέινερ πλοίων, ενώ η συνολική ικανότητα αποθήκευσης που έχει όλο αυτό το συσσωρευμένο γενετικό υλικό, ξεπερνά τις δυνατότητες ενός δισεκατομμυρίου τρισεκατομμυρίων υπερυπολογιστών. Σε αυτές τις εντυπωσιακές εκτιμήσεις κατέληξαν επιστήμονες στη Βρετανία, που βάλθηκαν να υπολογίσουν το βάρος, καθώς επίσης την αποθηκευτική και υπολογιστική ικανότητα όλων των μορίων της ζωής πάνω στον πλανήτη μας.

Η μελέτη

Professor Charles Cockell, who led the work at Edinburgh, said: “This offers a way to look at the total information content of the biosphere and how it’s changed over time, rather than just focussing on biodiversity assessments on the numbers and types of species.” Image credit: Corbis

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον καθηγητή Τσαρλς Κόκελ και τη Χάνα Λάντενμαρκ του Πανεπιστημίου του Εδιμβούργου συνυπολόγισαν κάθε ζωντανό οργανισμό, από τον μικρότερο ιό έως την μεγαλύτερη φάλαινα, και πολλαπλασίασαν τον εκτιμώμενο συνολικό αριθμό των κυττάρων τους με τον αριθμό των μορίων που εκτιμάται ότι περιέχει κάθε κύτταρο.

Fig 1. Storing the total amount of information encoded in DNA in the biosphere, 5.3 × 10³¹ megabases (Mb), would require approximately 10²¹ supercomputers with the average storage capacity of the world’s four most powerful supercomputers. Image credit: Globe from NASA, Wikimedia Commons; Composite Fig. 1 created by David Hammett.

Το συνολικό DNA, που ζυγίζει 50 δισ. τόνους, περιέχεται σε μια συνολική βιομάζα 2.000 τρισεκατομμυρίων τόνων (το βάρος όλων των έμβιων οργανισμών στον πλανήτη μας), που περιέχουν συνολικά 5 επί 10^30 (ο αριθμός 5 ακολουθούμενος από 30 μηδενικά) ζωντανά κύτταρα.

Τα δεδομένα

The total DNA content in the biosphere.

Όμως, πέρα από το συνολικό βάρος, ακόμη πιο εντυπωσιακή είναι η συνολική ποσότητα γενετικών πληροφοριών, που είναι αποθηκευμένη σε όλα αυτά τα μόρια της βιόσφαιρας, είτε πρόκειται για μικροοργανισμούς, είτε για φυτά, για ζώα ή για τον άνθρωπο. Όπως είπε η Λάντενμαρκ, σε μια εποχή περιβαλλοντικών απειλών, στόχος των επιστημόνων είναι να αναδείξουν τη σημασία της ζωής στη Γη.

Οι συνολικές πληροφορίες που περιέχονται στη βιόσφαιρα, υπολογίζονται σε τουλάχιστον 5,3 επί 10^31 (ο αριθμός 5,3 ακολουθούμενος από 31 μηδενικά) μεγαβάσεις (Mb) DNA. Με βάση συντηρητικές εκτιμήσεις, η ισχύς επεξεργασίας όλου αυτού του DNA υπερβαίνει τις 10^24 πράξεις (νουεκλοτιδίων) ανά δευτερόλεπτο.

Οι επιστήμονες υπολόγισαν ότι το συνολικό DNA των φυτών ξεπερνά το DNA όλων μαζί των άλλων μορφών ζωής, χωρίς μάλιστα να υπολογίσει κανείς το συνολικό DNA όλων των πεσμένων φύλλων. Ακολουθεί στη δεύτερη θέση το συνολικό DNA των μονοκύτταρων μικροοργανισμών (βακτηρίων). Το DNA των ζώων και των ιών έπεται και είναι περίπου ίσο σε βάρος. Η μελέτη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «PLOS Biology».