Berúc do úvahy prevládajúci vietor, David J. Smith zistil, že vzorky vzduchu zozbierané na spiacej sopke v Oregone budú plné DNA podpisov od mŕtvych mikroorganizmov z Ázie a Tichého oceánu. Nečakal, že by niečo prežilo cestu drsnou hornou atmosférou na výskumnú stanicu v Mount Bachelor Observatory, v nadmorskej výške 9000 stôp.
Súvisiaci obsah
- 11 dôvodov, prečo milovať baktérie, huby a spory
- Vedci našli život v Antarktíde Blood Red Falls
„Myslel som, že v zásade nebudeme zbierať nič iné ako mŕtve biomasy, “ hovorí Smith, vedecký pracovník výskumného centra Ames spoločnosti NASA.
Keď sa jeho tím na jar roku 2011 dostal do laboratória so vzorkami, ktoré boli odobraté z dvoch veľkých prachových oblakov, objavili prosperujúcu partiu stopárov. Viac ako 27 percent bakteriálnych vzoriek a viac ako 47 percent hubových vzoriek bolo stále nažive.
Tím nakoniec zistil približne 2 100 druhov mikróbov, vrátane typu Archea, ktorý bol izolovaný iba pri pobreží Japonska. "Podľa môjho názoru to bola fajčiarska pištoľ, " hovorí Smith. Ázia, ako rád hovorí, kýchla na Severnú Ameriku.
Mikróby sa našli v nebi od chvíle, keď Darwin v 30. rokoch 20. storočia zhromažďoval prach z vetra na palube HMS Beagle, ktorý sa nachádza 1 000 míľ západne od Afriky. Technológie pre analýzu DNA, vysokohorský zber a atmosférické modelovanie dávajú vedcom nový pohľad na preplnený život vysoko nad Zemou. Napríklad nedávny výskum naznačuje, že mikróby sú skrytými hráčmi v atmosfére, ktoré vytvárajú oblaky, spôsobujú dážď, šíria choroby medzi kontinentmi a možno dokonca meniace sa podnebie.
„Atmosféru považujem za diaľnicu, v tom doslovnom zmysle slova, “ hovorí Smith. „Umožňuje výmenu mikroorganizmov medzi ekosystémami vzdialenými tisíce kilometrov a pre mňa je to hlbší ekologický dôsledok, ktorý sme ešte stále nezaobrali úplne.“
Vzdušné mikróby majú potenciálne obrovský vplyv na našu planétu. Niektorí vedci pripisujú v Británii ohnisko slintačky a krívačky v roku 2001 obrovskej búrke v severnej Afrike, ktorá prenášala prach a možno výtrusy chorôb zvierat tisíce kilometrov severne len týždeň pred prvými hlásenými prípadmi.
Vírus katarálnej horúčky oviec, ktorý infikuje domáce a divé zvieratá, bol kedysi prítomný iba v Afrike. Teraz sa však nachádza vo Veľkej Británii, pravdepodobne v dôsledku prevládajúcich vetrov.
Vedci, ktorí skúmajú úpadok koralových útesov v takmer nedotknutých oblastiach Karibiku, poukazujú na prach a sprievodné mikróby, vzbudzujú sa počas afrických prachových búrok a prenášajú na západ ako vinníka. Vedci tvrdia, že konkrétna huba, ktorá zabíja námorných fanúšikov, prišla v roku 1983, keď sucho na Sahare vytvorilo oblaky prachu, ktoré sa vznášali cez Atlantik.
V západnom Texase vedci z Texaskej technickej univerzity zbierali vzorky vzduchu v smere vetra a vetra z desiatich kŕmnych zmesí pre hovädzí dobytok. Mikrobi rezistentné na antibiotiká boli vo vzorkách po vetre prevládajúce o 4 000 percent. Philip Smith, docent pozemskej ekotoxikológie a Greg Mayer, docent molekulárnej toxikológie, uviedol, že táto práca predstavuje základ pre ďalší výskum.
Dokončili štúdiu životaschopnosti, ktorá sa má zverejniť začiatkom roku 2016, a chcú sa zaoberať otázkami, ako ďaleko častice cestujú a či sa môže rezistencia prenášať na pôvodné baktérie. Antibiotiká, poznamenáva Mayer, existovali v prírode dlho predtým, ako si ich ľudia požičali. Čo sa však stane, keď sa sústredia na miestach alebo sa šíria vo vetre?
Je zrejmé, že na oveľa viac nehostinných miestach je oveľa viac životaschopných mikróbov, ako očakávali vedci.
Vedci z Gruzínska technologického inštitútu, podporovaní výskumným grantom NASA, skúmali vzorky vzduchu zozbierané lietadlom letiacim v hurikánoch míľ nad Zem. Zistili, že živé bunky predstavovali asi 20 percent mikróbov vyhadzovaných búrkou.
„Neočakávali sme, že nájdeme toľko neporušených a živých bakteriálnych buniek na 10 000 metrov, “ hovorí Kostas Konstantinidis, mikrobiológ v Technologickom inštitúte v Georgii.
Konstantinidis a jeho tím sa zvlášť zaujímajú o to, ako mikróby prispievajú k tvorbe a zrážaniu mrakov. Jadrá baktérií vo vzduchu iniciujú kondenzáciu. Niektorí vedci v súčasnosti veria, že mikróby môžu hrať významnú úlohu v meteorológii. „Majú veľký potenciál ovplyvniť tvorbu oblakov a podnebie, “ dodáva Konstantinidis.
Medzitým je Smitha fascinovaný tým, ako mikróby prežívajú alebo sa možno opravujú po dlhých dňoch cesty v drsnom žiarení hornej atmosféry. Projekt NASA, EMIST (Exposing Microorganisms in Stratosphere), vedený Smithom, dvakrát prenášal baktérie tvoriace spóry do výšky 125 000 stôp nad púšťou v Novom Mexiku, aby preskúmal ich prežitie.
V prípade NASA sa práca týka planetárnej ochrany. Ak sa kozmická loď kontaminovaná baktériami Zeme dostane na Mars - ktorý má podmienky podobné stratosfére Zeme - a baktérie prežijú, mohlo by to skomplikovať naše hľadanie dôkazov o živote na Marse alebo dokonca zabiť pôvodné mikróby, ak existujú.
Má však aj oveľa širšie možnosti. Rovnako ako predchádzajúci vedci, ktorí skúmali dažďové pralesy a hľadali zázračné drogy, aj jedného dňa môžu vedci nájsť prostriedky na nápravu drobných obyvateľov atmosféry. Možno nám atmosférické baktérie môžu ponúknuť dokonalú ochranu proti slnečnému žiareniu a ochranu pred žiarením.
„Je zvláštne, že organizmus, ktorý dokáže prežiť také drsné prostredie, je v mnohých prípadoch jediná bunka, “ hovorí Smith. „Ako sa darí tomu, čo robia?“
Vedecký balón drží experiment NASA s expozíciou mikroorganizmov v stratosfére (E-MIST) krátko pred spustením 24. augusta 2014. Tento experiment vystavil zemské baktérie hornej atmosfére, aby zistil, či môžu prežiť drsné podmienky. (NASA)
