Alt levende har brug for energi. Og nogle af Jordens organismer lægger beslag på langt mere energi, end deres mængde tilsiger: Du, jeg og resten af menneskeheden fråser i energi, hvis vi regner vores husdyr og teknologi med.

Det er en af konklusionerne i et nyt dansk-amerikansk studie, hvor forskerne har analyseret strømmene af energi – først og fremmest fra solen – som Jordens organismer optager og giver videre i fødekæderne.

”Vores formål er at beregne planetens biologiske bæreevne, både for biosfæren som helhed og for de vigtigste økosystemer til lands og til vands. Det kan give et fingerpeg om, hvordan vi bedst forvalter vores planet,” siger biologiprofessor Bo Barker Jørgensen fra Aarhus Universitet.

Han har deltaget i studiet sammen med forskere fra NASA og de amerikanske universiteter Boston, Harvard og Colorado.

3000 arter over hele livets træ

Mere konkret har forskerne undersøgt næsten 3.000 arter af organismer fordelt over hele livets træ og kortlagt, hvor hurtigt de hver især omsætter næringsstoffer til energi – også kaldet stofskiftehastighed – i forhold til deres vægt.

Langt størstedelen af energistrømmen kommer fra solen. Jordens grønne planter (som inkluderer alger) fanger tilsammen 2800 teraWatt energi fra solen (se faktaboks), hvoraf blot en tiendedel bindes i organisk stof gennem fotosyntese, og det er næsten al den energi, som jordens organismer har at drive deres stofskifte med.

Fakta:
1 teraWatt er 1 billion (1.000.000.000.000) Watt.
280 teraWatt svarer til hundrede gange verdens samlede elektricitetsforbrug .

Oven i det (eller måske rettere: under det) bidrager geokemiske processer tilsammen 0,035 teraWatt til mikroorganismers stofskifte langt nede i jorden og havbunden, hvor der hverken er ilt eller lys.

Vores samlede energiforbrug er stort

Forskerne fokuserer på de 280 teraWatt, som stammer fra solen. Af dem bruger planterne selv 170 teraWatt til respiration, og resten omdanner de til organisk stof, som udgør bunden af fødekæderne til lands og til vands.

For sammenligningens skyld har forskerne konverteret dataene til en fælles enhed, som de kalder massespecifik effekt (MSP er den engelske forkortelse): det er organismens energiforbrug pr. tidsenhed (i Watt) pr. gram kulstof.

Det gennemsnitlige MSP for de knap 3.000 arter har forskerne beregnet til 0,0054 Watt pr gram. Det tal spænder over enorme forskelle; en svævende kolibri har for eksempel et stofskifte mange tusinde gange højere end en mikrobe nede i havbunden.

For mennesker er tallet 0,012 Watt pr. gram. Men når forskerne medregner menneskets teknologiske energiforbrug, der i vidt omfang baserer sig på kulstofkredsløbet, er tallet 18 gange højere. Og 50 gange højere for USA.

For vores husdyr er det 0,039.

... det er vores vægt også

Det er altså energiforbrug pr. gram kulstof. Når man inddrager arternes samlede vægt, bliver balancen i energistrømmene sat i perspektiv: 

• Mennesker plus husdyr: 0.2 gigatons (en gigaton er en milliard ton)
• Alle vilde pattedyr: 0.003 gigatons
• Alle vilde fugle: 0.002 gigatons

Mennesket og dets husdyr har altså tilsammen en biomasse på 40 gange alle vilde pattedyr og fugle, og vi forbruger omtrent lige så stor en andel af den energi, som er til rådighed for os fra planternes fotosyntese.

”En ting, der har chokeret mig, er hvordan kontinenterne er domineret af mennesker og husdyr, mens de vilde dyr udgør en forsvindende andel af den samlede biomasse. Vores studie viser blandt andet, hvordan vi mennesker interagerer med jordens øvrige biosfære. Vi har med vores planteavl og husdyr fordoblet produktionen af biomasse på jorden, og samtidig reduceret den samlede biomasse,” siger Bo Barker Jørgensen.

Den videnskabelige artikel “The metabolic rate of the biosphere and its components” er offentliggjort i det fremtrædende videnskabelige tidsskrift PNAS. Det er Bo Barker Jørgensens tiltrædelsesartikel i anledning af hans medlemskab af det ansete videnskabelige akademi National Academy of Sciences, USA, i 2020. Læs mere her: https://nat.au.dk/om-fakultetet/nyheder/nyhed/artikel/au-professor-i-eksklusivt-selskab-verdenskendt-akademi-vil-have-bo-barker-joergensen

… og PNAS’ eget portræt af ham her: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2309067120