Connect with us

Znanost

Bakterije i virusi

Značajne populacije mikroorganizama pronađene u srednjoj i gornjoj troposferi


U prvom istraživanju ove vrste, istraživači su koristili genomske tehnike kako bi dokumentirali prisutnost velikog broja živih mikroorganizama – prvenstveno bakterija – u srednjoj i gornjoj troposferi, dijelu atmosfere koji se nalazi otprilike četiri do šest milja iznad površine Zemlje.

(Credit: Georgia Tech Photo by Gary Meek)

Još je uvijek nepoznato da li mikroorganizmi ovaj dio atmosfere nastanjuju rutinski – živeći možda na ugljikovim spojevima koji se također tamo mogu pronaći – ili su onamo dospjeli sa Zemljine površine. Ovaj je pronalazak od velikog interesa za atmosferske znanstvenike, jer bi mikroorganizmi mogli imati ulogu u formiranju leda, što bi utjecalo na vrijeme i klimu. Transport bakterija na ovako velike udaljenosti bi također bio zanimljiv za modele prijenosa bolesti.

Mikroorganizmi su zabilježeni u uzorcima zraka, uzetih kao dio NASA-inog GRIP programa (Genesis and Rapid Intensification Processes). Uzorkovanje je napravljeno u zrakoplovu DC-8, iznad kopna, kao i iznad oceana, uključujući Karipsko more i dijelove Atlantskog oceana. Uzorci su uzeti prije, tijekom i nakon dva velika tropska uragana- Earl i Karl- u 2010. godini.

Istraživanje, koje je podržala NASA i Nacionalna zaklada za znanost, objavljeno je 28. siječnja u časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences.

“Nismo očekivali da ćemo pronaći toliko puno mikroorganizama u troposferi, koja se smatra negostoljubivim okruženjem za život”, rekao je Kostas Konstantinidis, profesor na Institutu za tehnologiju u Georgiji. „Primijećena je velika raznolikost vrsta, ali ne dospiju sve bakterije u gornju troposferu.“

Na zrakoplovu je bio postavljen filtar sustav, dizajniran od strane istraživačkog tima, koji je prikupljao čestice – uključujući mikroorganizme – iz vanjskog zraka koji je ulazio u sonde za uzorkovanje. Filteri su analizirani pomoću genomskih tehnika, uključujući lančanu reakciju polimeraze (PCR) i sekvencioniranje gena, što je omogućilo istraživačima da zapaze mikroorganizme i procjene njihovu brojnost bez upotrebe konvencionalnih tehnika sa kulturama stanica.

U zračnoj masi uzetoj iznad oceana, uzorkovanjem su pronađene uglavnom morske bakterije. U zračnim masama uzetim iznad kopna pronađene su zemljane bakterije. Istraživači su također pronašli čvrste dokaze da su uragani imali značajan utjecaj na distribuciju i dinamiku populacija mikroorganizama.

Istraživanje je, nadalje, pokazalo da žive bakterijske stanice u prosjeku predstavljaju oko 20% od ukupnog broja otkrivenih čestica. Bakterije su u uzorcima brojčano nadjačale mikroskopske gljive, te je detektirano 17 različitih rodova bakterija – uključujući neke koje su sposobne razgraditi ugljikove spojeve koji su sveprisutni u atmosferi – poput oksalne kiseline.

Mikroorganizmi bi mogli imati dosad neidentificirani utjecaj na nastanak oblaka nadopunjujući (ili zamjenjujući) abiotičke čestice koje obično služe kao jezgre za formiranje kristala leda, rekao je Athanasios Nenes, profesor na Fakultetu kemijskog i biokemijskog inženjerstva u Georgiji.

„U odsutnosti prašine ili drugog materijala koji bi mogao pružiti dobru jezgru za formiranje leda, prisutnost malog broja ovih mikroorganizama mogla bi olakšati stvaranje leda na tim visinama i upijati okolnu vlagu. Ako su dobre veličine, za formiranje leda, tada bi mogli utjecati na oblake oko sebe.“

Mikroorganizmi su vjerojatno dospjeli u troposferu istim procesom kao što prašina i morska sol dospiju u nebo. „Kada nastane morski sprej, on nosi bakterije budući da se mnogo bakterija i organskog materijala nalazi na površini oceana“, kaže Nenes.

Istraživanje je okupilo mikrobiologe, atmosferske modelare i istraživače okoliša, koji se koriste najnovijim tehnologijama za proučavanje DNK. Za ubuduće, istraživači bi željeli znati jesu li određene vrste bakterija bolje prilagođene od drugih za preživljavanje na tim visinama. Također žele shvatiti ulogu mikroorganizama- i utvrditi imaju li oni metaboličke funkcije u troposferi.

„Za ove mikroorganizme možda onakvi uvjeti i nisu tako oštri“, rekao je Konstantinidis. „Ne bi me iznenadilo da u oblacima postoji aktivan život i razvoj, ali to je nešto što sada ne možemo tvrditi sa sigurnošću .“

Drugi znanstvenici su prikupili uzorke sa vrhova planina ili uzorke snijega, ali sakupljanje bioloških materijala iz mlaznih zrakoplova zahtijevalo je noviju eksperimentalnu postavu. Istraživači su također morali optimizirati protokole za odjeljivanje DNK iz razina biomase daleko nižih od onih koje inače proučavaju iz tla ili jezera.

„Pokazali smo da je naša tehnika učinkovita, te da možemo dobiti zanimljive informacije,“ kaže Nenes. „Veliki dio atmosferskih čestica, za koje se tradicionalno očekuje da bi mogle biti prašina ili morska sol, su možda zapravo bakterije. U ovom trenutku samo gledamo čega ima tamo gore, tako da je ovo tek početak onoga, za što se nadamo da ćemo učiniti.“

Izvor: Georgia Institute of Technology

Ostavi komentar

Ostavi komentar

Vaša adresa e-pošte neće biti objavljena. Obavezna polja su označena sa *

Više u Bakterije i virusi

Popularno

Advertisement

Pratite nas na Fejsu

Na Vrh