Vzhledem k převládajícím větrům David J. Smith usoudil, že vzorky vzduchu odebrané na spící sopce v Oregonu by byly plné DNA podpisů od mrtvých mikroorganismů z Asie a Tichého oceánu. Nečekal, že by něco přežilo cestu drsnou horní atmosférou k výzkumné stanici na Mount Bachelor Observatory, v nadmořské výšce 9000 stop.
Související obsah
- 11 důvodů, proč milovat bakterie, houby a spory
- Vědci najdou život v Antarktidě Blood Red Falls
„Myslel jsem, že v zásadě nebudeme shromažďovat nic jiného než mrtvou biomasu, “ říká Smith, vědec z výzkumného střediska NASA Ames Research Center.
Když se však jeho tým na jaře 2011 dostal do laboratoře se vzorky, odebranými ze dvou velkých prachových oblaků, objevili prosperující svazek stopařů. Více než 27 procent bakteriálních vzorků a více než 47 procent hubových vzorků bylo stále naživu.
Nakonec tým detekoval asi 2 100 druhů mikrobů, včetně typu Archea, který byl dříve izolován od japonského pobřeží. "Podle mého názoru to byla kuřácká zbraň, " říká Smith. Asie, jak rád říká, kýchla na Severní Ameriku.
Mikroby byly nalezeny v nebi od doby, kdy Darwin ve 30. letech 20. století shromažďoval větrný prach na palubě HMS Beagle ve vzdálenosti 1 000 mil západně od Afriky. Technologie analýzy DNA, sběru výšek a atmosférického modelování však vědcům dávají nový pohled na přeplněný život vysoko nad Zemí. Nedávný výzkum například naznačuje, že mikrobi jsou skrytými hráči v atmosféře, vytvářejí mračna, způsobují déšť, šíří nemoci mezi kontinenty a možná dokonce mění podnebí.
"Atmosféru považuji za dálnici, v tom doslovnějším slova smyslu, " říká Smith. "Umožňuje výměnu mikroorganismů mezi ekosystémy tisíce kilometrů od sebe a pro mě je to hlubší ekologický důsledek, který jsme stále ještě nezabalili."
Vzdušné mikroby mají potenciálně obrovské dopady na naši planetu. Někteří vědci připisují v roce 2001 slintavce a kulhavce v Británii obří bouři v severní Africe, která nesla prach a možná spory choroby zvířat tisíce kilometrů severně jen týden před prvními hlášenými případy.
Virus katarální horečky ovcí, který infikuje domácí a divoká zvířata, byl kdysi přítomen pouze v Africe. Ale nyní je to ve Velké Británii, pravděpodobně výsledek převládajících větrů.
Vědci zkoumající úbytek korálových útesů v téměř nedotčených úsecích Karibiku ukazují na prach a doprovodné mikroby, vzbouřili se během afrických prachových bouří a nesli na západ jako viník. Zvláštní houba, která zabíjí mořské fanoušky, přišla poprvé v roce 1983, říkají vědci, když sucho na Sahaře vytvořilo oblaky prachu, které se vznášely přes Atlantik.
V západním Texasu vědci z Texas Tech University sbírali vzorky vzduchu proti větru a po větru z deseti výkrmů skotu. Antibiotické rezistentní mikroby byly ve vzorcích po větru převyšovány o 4 000 procent. Philip Smith, docent terestrické ekotoxikologie, a Greg Mayer, docent molekulární toxikologie, uvedl, že tato práce vytváří základ pro další výzkum.
Dokončili studii životaschopnosti, která má být vydána na začátku roku 2016, a chtějí se podívat na otázky, jak daleko částice cestují a zda může být rezistence přenesena na přirozené bakterie. Antibiotika, Mayer poznamenává, existovala v přírodě dlouho předtím, než si je lidé půjčovali. Ale co se stane, když se soustředí na místech nebo se šíří ve větru?
Je jasné, že na mnohem více nehostinných místech je mnohem více životaschopných mikrobů, než očekávali vědci.
Vědci z Gruzínského technologického institutu, podporovaní výzkumným grantem NASA, zkoumali vzorky vzduchu shromážděné letadlem létajícím během hurikánu mil nad Zemou. Zjistili, že živé buňky představovaly asi 20 procent mikrobů házených bouří.
„Neočekávali jsme, že najdeme tolik neporušených a živých bakteriálních buněk ve vzdálenosti 10 000 metrů, “ říká Kostas Konstantinidis, mikrobiolog na Technologickém institutu v Georgii.
Konstantinidis a jeho tým se zvlášť zajímají o to, jak mikroby přispívají k tvorbě a srážení mraků. Jádra bakterií ve vzduchu zahajují kondenzaci. Někteří vědci nyní věří, že mikroby mohou hrát významnou roli v meteorologii. „Mají velký potenciál ovlivnit tvorbu mraků a klima, “ dodává Konstantinidis.
Mezitím je Smith fascinován tím, jak mikrobi přežijí nebo se možná opraví po dlouhých dnech cesty v drsném záření v horní atmosféře. Projekt NASA, EMIST (Exposing Microorganisms in Stratosphere), vedený Smithem, dvakrát přenesl bakterie vytvářející spory na 125 000 stop nad pouští Nového Mexika na balónu, aby prozkoumal jejich přežití.
Pro NASA se práce týká planetární ochrany. Pokud kosmická loď kontaminovaná bakteriemi Země dosáhne Marsu - který má podmínky podobné stratosféře Země - a bakterie přežijí, mohlo by to zkomplikovat naše hledání důkazů o životě na Marsu nebo dokonce zabít nativní mikroby, pokud existují.
Má však také mnohem širší možnosti. Stejně jako dřívější vědci, kteří prozkoumali deštné pralesy, kteří hledali zázračné drogy, mohou vědci jednoho dne najít léky v nepatrných obyvatelích atmosféry. Možná nám atmosférické bakterie mohou nabídnout dokonalou ochranu proti slunečnímu záření a ochranu před zářením.
"Je mimořádné, že organismus, který dokáže přežít takové drsné prostředí, je v mnoha případech jediná buňka, " říká Smith. "Jak se daří, co dělají?"
Vědecký balón pořádá experiment NASA Exposing Microorganisms In The Stratosphere (E-MIST) krátce před zahájením 24. srpna 2014. Experiment vystavil bakterie Země horní atmosféře, aby zjistil, zda mohou přežít drsné podmínky. (NASA)
