Имайки предвид преобладаващите ветрове, Дейвид Дж. Смит смяташе, че въздушните проби, събрани на застоял вулкан в Орегон, ще бъдат пълни с ДНК подписи от мъртви микроорганизми от Азия и Тихия океан. Не очакваше, че нещо може да преживее пътуването през суровата горна атмосфера до изследователската станция в обсерваторията Mount Bachelor, на височина 9 000 фута.
Свързано съдържание
- 11 причини да обичате бактерии, гъбички и спори
- Учените намират живот в Червения водопад на Антарктида
„Мислех, че всъщност няма да събираме нищо, освен мъртва биомаса“, казва Смит, изследовател в научния център на НАСА Еймс изследователски център.
Но когато екипът му стигна до лабораторията с пробите, взети от две големи прахови струи през пролетта на 2011 г., те откриха процъфтяваща група автостопчета. Повече от 27 процента от бактериалните проби и повече от 47 процента от гъбичните проби бяха все още живи.
В крайна сметка екипът откри около 2100 вида микроби, включително тип Archea, който само преди това беше изолиран край бреговете на Япония. „Според мен това беше оръдието за пушене“, казва Смит. Азия, както той обича да казва, беше кихала на Северна Америка.
Микроби са открити в небето, откакто Дарвин събираше ветровит прах на борда на HMS Beagle на 1000 мили западно от Африка през 1830-те. Но технологиите за ДНК анализ, събиране на голяма надморска височина и атмосферно моделиране дават на учените нов поглед върху претъпкания живот високо над Земята. Например, последните проучвания сочат, че микробите са скрити играчи в атмосферата, правят облаци, причиняват дъжд, разпространяват болести между континентите и може би дори променят климата.
"Смятам атмосферата за магистрала, в най-буквалния смисъл на термина", казва Смит. "Това дава възможност за обмен на микроорганизми между екосистемите на хиляди километри един от друг, а за мен това е по-дълбока екологична последица, която все още не сме обвили изцяло главата си."
Въздушните микроби потенциално оказват огромно въздействие върху нашата планета. Някои учени приписват епидемията от шап през Великобритания през 2001 г. на гигантска буря в Северна Африка, която пренася прах и вероятно спори от болестта на животните хиляди километри на север само седмица преди първите съобщени случаи.
Вирусът на болестта син език, който заразява домашни и диви животни, някога е присъствал само в Африка. Но сега се намира във Великобритания, вероятно резултат от преобладаващите ветрове.
Учените, изследващи упадъка на кораловите рифове в почти девствените участъци на Карибите, сочат прах и придружаващи микроби, разбунени по време на африканските прашни бури и пренасяни на запад като виновен. Специална гъбичка, която убива морските фенове за пръв път пристигна през 1983 г., казват изследователите, когато суша в Сахара създаде облаци прах, които плаваха през Атлантика.
В западен Тексас изследователи от Тексаския технически университет са събрали проби от въздух вятър и надолу от десет фуражи за добитък. Антибиотичните резистентни микроби бяха с 4000 процента по-разпространени в пробите надолу. Филип Смит, доцент по наземна екотоксикология, и Грег Майер, доцент по молекулярна токсикология, заявиха, че работата създава база за по-нататъшни изследвания.
Те завършиха проучване за жизнеспособността, което трябва да бъде пуснато в началото на 2016 г. и искат да разгледат въпросите докъде пътуват частиците и дали резистентността може да бъде предадена на местните бактерии. Антибиотиците, отбелязва Майер, са съществували в природата много преди хората да ги заемат. Но какво се случва, когато са концентрирани на места или се разпространяват на вятъра?
Ясното е, че има много по-жизнеспособни микроби на далеч по-негостоприемни места, отколкото учените очакваха.
Изследователи от Технологичния институт в Джорджия, подкрепени от грантовата програма на НАСА, изследваха проби от въздух, събрани от самолет, летящ по време на урагани мили над Земята. Те открили, че живите клетки представляват около 20 процента от микробите, захвърлени от бурята.
"Не очаквахме да открием толкова много непокътнати и живи бактериални клетки на 10 000 метра", казва Костас Константинидис, микробиолог от Джорджийския технологичен институт.
Константинидис и неговият екип се интересуват особено от това как микробите допринасят за образуването на облаци и валежите. Ядрата в бактериите във въздуха инициират кондензация. Сега някои учени смятат, че микробите могат да играят основна роля в метеорологията. "Те имат голям потенциал да повлияят на образуването на облаци и климата", добавя Константинидис.
Междувременно Смит е заинтригуван от това как микробите оцеляват или може би се поправят след еднодневни пътувания в тежката радиация на горната атмосфера. Проект на НАСА, EMIST (Излагане на микроорганизми в Стратосферата), оглавяван от Смит, два пъти е пренасял бактерии, образуващи спори, на 125 000 фута над пустинята в Ню Мексико на балон, за да проучи тяхното оцеляване.
За НАСА работата е свързана с планетарната защита. Ако космически кораб, замърсен с бактерии на Земята, достигне Марс - който има условия, подобни на земната стратосфера - и бактериите оцеляват, това може да усложни търсенето на доказателства за живот на Марс или дори да убие местните микроби, ако съществуват.
Но също така има далеч по-широки възможности. Подобно на по-ранните изследователи, които са изследвали тропическите гори, търсейки чудодейни лекарства, и един ден изследователите могат да намерят лекарства в дребните жители на атмосферата. Може би атмосферните бактерии могат да ни предложат най-добрата слънцезащитна защита и защита от радиация.
„Изключително е, че организмът, който може да оцелее в такава тежка среда, в много случаи е една клетка“, казва Смит. „Как правят това, което правят?“
Научен балон притежава експеримента на НАСА „Излагане на микроорганизми в стратосферата“ (E-MIST) малко преди старта на 24 август 2014 г. Експериментът изложи земните бактерии на горната атмосфера, за да научи дали те могат да оцелеят в тежките условия. (НАСА)
