My, ludzie, jesteśmy dumni z naszych zdolności adaptacyjnych, ale bakterie zawsze były o krok do przodu w tej trwającej miliard lat grze. Nasi bracia mikrobiologiczni żyją spokojnie w najbardziej nieprzyjemnych dla życia środowiskach, od kominów głębinowych po jeziora antarktyczne. Niektóre mikroby przeżywają jeszcze silniej w górnych warstwach atmosfery - stratosferze - a ostatnie dowody sugerują, że mogą wpływać na naszą pogodę, nasze uprawy, a nawet na nasze zdrowie.
Nasze rozumienie drobnoustrojów atmosferycznych wciąż ewoluuje, a większość naszych badań koncentruje się obecnie na troposferze, warstwie, w której żyjemy i oddychamy. W 1979 roku Russell Schnell, obecnie zastępca dyrektora działu Global Monitoring Division w National Oceanic and Atmospheric Administration, zastanawiał się, dlaczego plantacje herbaty w zachodniej Kenii są światowym rekordem w zbieraniu gradu. Okazało się, że winowajcą jest szkodnik krzewów herbacianych Pseudomonas syringae, który jest unoszony w powietrze przez ludzi w trakcie zbierania liści herbaty, ponieważ kryształki lodu znacznie szybciej tworzyły się wokół mikrobów kochających herbatę.
Dowody na ten proces - zwany bioprecypitacją - znaleziono od tamtego czasu na całym świecie, obejmującym wszelkiego rodzaju przestępców drobnoustrojów. Ostatnie badania wykazały, że drobnoustroje mogą wpływać na tworzenie się chmur i ich pokrycie, a nawet rozświetlać niebo w niewiarygodnym stopniu. Dolne warstwy atmosfery są wypełnione nie tylko deszczowcami, ale także organizmami przenoszącymi choroby wszędzie tam, gdzie wieje wiatr. Wraz ze zmianą klimatu i zmianami na całym świecie rośnie zainteresowanie ilościowym określaniem skutków tych drobnoustrojów.
Jednak nadal brakuje podstawowych danych. „My, naukowcy, wciąż nie mamy odpowiedniego budżetu na badania biologii naszej atmosfery” - mówi Daniel Chicho, profesor chemii atmosfery na MIT.
Dzieje się tak, ponieważ w atmosferze jest dużo powietrza i bardzo trudno jest pobrać próbki bez zanieczyszczenia. Nie ma wystarczającej liczby dostępnych systemów do eksperymentów naukowych, niezależnie od tego, czy zbierasz czy badasz próbki biologiczne.
I chociaż niewiele wiemy o troposferze, jeszcze mniej wiemy o stratosferze, która zaczyna się na około 10 000 metrów na średnich szerokościach geograficznych. Wiemy jednak, że nawet w rzadkim, suchym powietrzu stratosfery, gdzie temperatura może spaść do -60 stopni, występuje niewielka liczba uporczywych mikroorganizmów.
Priya Dassarma, która bada mikroby stratosferyczne i ich związek z klimatem, pisze, że te mikroorganizmy występujące na dużych wysokościach mogą przenosić alergeny, a nawet choroby. „Niektóre izolowane szczepy stratosferyczne stanowią zagrożenie dla roślin i zwierząt, a izolaty kliniczne przetrwały nawet na tej wysokości” - pisze. „Potencjalne konsekwencje dla zdrowia publicznego i medycyny podkreślają potrzebę dokładniejszych badań nad ruchem drobnoustrojów w atmosferze i nad mechanizmami ich przetrwania”.
Pomysł, że drobnoustroje mogą rozprzestrzeniać się w atmosferze, nie jest nowy - na przykład badania z lat 90. pokazują, że bakterie przenoszą się z Afryki na Florydę każdego lata na mineralnej glebie z Sahary. A transport na duże odległości jest szczególnie skuteczny na dużych wysokościach dzięki istnieniu strumieni odrzutowych, najszybszych prądów powietrza na Ziemi.
Film promocyjny:
Chicho uważa jednak, że ryzyko, które sugeruje nowa praca - że ścieżki atmosferyczne na dużych wysokościach mogą być najszybszą metodą przenoszenia chorób na całym świecie - jest przesadzone. Uważa, że powinniśmy dowiedzieć się więcej o niższej atmosferze, zanim zaczniemy się martwić o to, co dzieje się w górnej atmosferze.
W każdym razie wszystkie te nowe badania nabierają znaczenia w świetle zmian klimatycznych: w burzliwym świecie coraz więcej drobnoustrojów jest wciąganych do niższych warstw atmosfery przez wiatr. Stamtąd część z nich dostanie się do stratosfery, głównie poprzez pionowe mieszanie warstw. Gdy nowe regiony wysychają, więcej cząstek pyłu unosi się do powietrza, co oznacza, że w atmosferze będzie więcej materiału.
Obecnie żaden wpływ, jaki mogą mieć mikroby stratosferyczne, nie jest uwzględniany w prognozach dotyczących zmiany klimatu. Wszyscy naukowcy zwracają uwagę na potrzebę lepszego zrozumienia tego, co znajduje się w powietrzu nad naszymi głowami, abyśmy mieli podstawy do zrozumienia przyszłych zmian.
Ilya Khel
