Având în vedere vânturile predominante, David J. Smith a considerat că probele de aer colectate deasupra unui vulcan latent în Oregon ar fi pline de semnături ADN de la microorganisme moarte din Asia și Oceanul Pacific. Nu se aștepta că nimic ar putea supraviețui călătoriei prin atmosfera dură superioară până la stația de cercetare de la Mount Bachelor Observatory, la o altitudine de 9.000 de metri.
Continut Asemanator
- 11 motive pentru a iubi bacteriile, ciupercile și sporii
- Oamenii de știință găsesc viața în căderea roșie a sângelui din Antarctica
„Am crezut că practic nu vom colecta decât biomasă moartă”, spune Smith, un om de știință de cercetare al Centrului de Cercetări Ames al NASA.
Însă, când echipa sa a ajuns la laborator cu probele, prelevate din două penele mari de praf, în primăvara lui 2011, au descoperit o mulțime înfloritoare de autostopiști. Peste 27 la sută din probele bacteriene și mai mult de 47 la sută din probele fungice erau încă vii.
În cele din urmă, echipa a detectat aproximativ 2.100 de specii de microbi, inclusiv un tip de Archea care anterior fusese izolată doar în largul coastei Japoniei. „În mintea mea, asta a fost arma de fumat”, spune Smith. Asia, cum îi place să spună, se strecurase în America de Nord.
Microbi au fost găsiți pe cer, de când Darwin a colectat praf aspirat la bordul HMS Beagle la 1.000 de mile vest de Africa în anii 1830. Însă tehnologiile pentru analiza ADN-ului, colectarea la mare altitudine și modelarea atmosferică oferă oamenilor de știință un aspect nou asupra vieții aglomerate deasupra Pământului. De exemplu, cercetările recente sugerează că microbii sunt jucători ascunși în atmosferă, producând nori, cauzând ploaie, răspândind boli între continente și poate chiar schimbând climatele.
"Consider atmosfera ca o autostradă, în sensul cel mai literal al termenului", spune Smith. "Permite schimbul de microorganisme între ecosisteme la mii de kilometri distanță, iar pentru mine este o consecință ecologică mai profundă, încă nu ne-am înfășurat complet capul."
Microbii aerieni pot avea impacturi enorme asupra planetei noastre. Unii oameni de știință atribuie un focar din 2001 în Marea Britanie unei furtuni uriașe din nordul Africii care transporta praf și eventual spori ai bolii animalelor cu mii de kilometri nord doar cu o săptămână înainte de primele cazuri raportate.
Virusul cu cata albă, care infectează animalele domestice și sălbatice, a fost cândva prezent doar în Africa. Dar se găsește acum în Marea Britanie, probabil rezultatul vânturilor predominante.
Oamenii de știință care examinează declinul recifelor de corali din întinderile aproape invecinate din Caraibe se îndreaptă spre praf și microbii însoțitori, s-au agitat în timpul furtunilor de praf din Africa și au fost transportate spre vest, ca vinovat. O ciupercă specială care ucide fanii mării a ajuns pentru prima dată în 1983, spun cercetătorii, când o secetă din Sahara a creat nori de praf care pluteau de-a lungul Atlanticului.
În vestul Texas, cercetătorii de la Texas Tech University au colectat probe de aer înăuntru și în aval de zece păsări de vite. Microbii rezistenți la antibiotice au fost cu 4.000 la sută mai prevalenți la probele din aval. Philip Smith, profesor asociat de ecotoxicologie terestră, și Greg Mayer, profesor asociat de toxicologie moleculară, au declarat că lucrările stabilesc o bază de cercetare în continuare.
Au finalizat un studiu al viabilității pentru a fi lansat la începutul anului 2016 și vor să analizeze cât de departe se deplasează particulele și dacă rezistența poate fi transmisă bacteriilor native. Antibioticele, notează Mayer, au existat în natură cu mult înainte ca oamenii să le împrumute. Dar ce se întâmplă când sunt concentrate în locuri sau răspândite pe vânt?
Ceea ce este clar este că există microbi mult mai viabili în locuri mult mai inospitale decât se așteptau oamenii de știință.
Cercetătorii de la Institutul de Tehnologie din Georgia, susținuți de un grant de cercetare NASA, au examinat eșantioane de aer colectate de un avion care zboară în timpul uraganelor la mile deasupra Pământului. Ei au descoperit că celulele vii reprezentau aproximativ 20 la sută din microbii aruncați de furtună.
„Nu ne așteptam să găsim atât de multe celule bacteriene intacte și vii la 10.000 de metri”, spune Kostas Konstantinidis, un microbiolog la Institutul de Tehnologie din Georgia.
Konstantinidis și echipa sa sunt deosebit de interesați de modul în care microbii contribuie la formarea norului și la precipitații. Nucleii din bacteriile din aer inițiază condensul. Unii oameni de știință cred acum că microbii pot juca un rol important în meteorologie. „Au un potențial mare de a afecta formarea norilor și clima”, adaugă Konstantinidis.
Între timp, Smith este intrigat de modul în care microbii supraviețuiesc sau poate repara singuri după călătoriile de zile întregi în radiațiile dure ale atmosferei superioare. Un proiect NASA, EMIST (Exposing Microorganisms in the Stratosfera), condus de lansat de Smith, a transportat de două ori bacterii formatoare de spori la 125.000 de metri deasupra deșertului New Mexico, pe un balon pentru a investiga supraviețuirea lor.
Pentru NASA, lucrarea este legată de protecția planetară. Dacă o navă spațială contaminată cu bacteriile Pământului ajunge pe Marte - care are condiții similare cu stratosfera Pământului - și bacteriile supraviețuiesc, ar putea complica căutarea noastră pentru dovezi de viață pe Marte sau chiar uciderea microbilor nativi, dacă există.
Dar are și posibilități mult mai largi. La fel ca cercetătorii anterioare care au explorat pădurea tropicală în căutarea unor medicamente minunate, cercetătorii pot găsi într-o bună zi remedii în minusculii locuitori ai atmosferei. Poate bacteriile atmosferice ne pot oferi protecție solară finală și protecție împotriva radiațiilor.
„Este extraordinar faptul că un organism care poate supraviețui unui mediu atât de dur este, în multe cazuri, o singură celulă", spune Smith. „Cum fac ceea ce fac?"
Un balon științific ține experimentul microorganismelor expuse de NASA în Stratosfera (E-MIST) cu puțin timp înainte de lansarea 24 august 2014. Experimentul a expus bacteriile Pământului în atmosfera superioară pentru a afla dacă pot supraviețui condițiilor dure. (NASA)
