Arvestades valitsevat tuult, arvas David J. Smith, et Oregonis seisva vulkaani kohale kogutud õhuproovid oleksid täis Aasia ja Vaikse ookeani surnud mikroorganismide DNA allkirju. Ta ei osanud arvata, et teekond läbi karmi ülemise atmosfääri Mount Bachelori observatooriumi uurimisjaama, 9000 jala kõrgusel, üle elada.
Seotud sisu
- Bakterite, seente ja eoste armastamise 11 põhjust
- Teadlased leiavad elu Antarktika verepunktist
"Arvasin, et kogume põhimõtteliselt ainult surnud biomassi, " ütleb NASA Amesi uurimiskeskuse teadur Smith.
Kuid kui tema meeskond jõudis laborisse proovidega, mis olid võetud 2011. aasta kevadel kahelt suurelt tolmukogult, avastasid nad eduka hunniku matkajaid. Üle 27 protsendi bakteriproovidest ja üle 47 protsendi seeneproovidest olid endiselt elus.
Lõppkokkuvõttes tuvastas meeskond umbes 2100 mikroobiliiki, sealhulgas Archea tüüp, mida oli Jaapani rannikust eraldatud alles varem. "Minu arust oli see suitsetamise relv, " ütleb Smith. Aasia, nagu talle meeldib öelda, oli aevastanud Põhja-Ameerikat.
Mikroobid on taevast leitud pärast seda, kui Darwin kogus 1830ndatel Aafrikast lääne pool 1000 miili asuvat HMS Beagle'i tuulepesu tolmu. Kuid DNA analüüsi, kõrgmäestiku kogumise ja atmosfääri modelleerimise tehnoloogiad annavad teadlastele uue pilgu rahvarohkele elule kõrgel Maa kohal. Näiteks näitavad hiljutised uuringud, et mikroobid on atmosfääris varjatud tegijad, tekitades pilvi, põhjustades vihma, levitades haigusi mandrite vahel ja võib-olla isegi kliima muutumist.
"Ma pean atmosfääri maanteeks selle sõna kõige otsesemas tähenduses, " ütleb Smith. "See võimaldab mikroorganismide vahetust ökosüsteemide vahel tuhandete miilide kaugusel üksteisest ja minu jaoks on see sügavam ökoloogiline tagajärg, me pole ikka veel oma pead täielikult ümber keeranud."
Õhus levivatel mikroobidel on meie planeedile potentsiaalselt tohutu mõju. Mõned teadlased omistavad 2001. aastal Suurbritannias suu- ja sõrataudi puhangule Põhja-Aafrikas asuva hiiglasliku tormi, mis kandis tuhandeid miili põhja pool loomahaiguse tolmu ja võimalikke eoseid alles nädal enne esimesi teatatud juhtumeid.
Kodu- ja metsloomi nakatavat lammaste katarraalse palaviku viirust oli kunagi ainult Aafrikas. Kuid see leitakse nüüd Suurbritannias, tõenäoliselt valitsevate tuulte tagajärjel.
Kariibi mere põlistel aladel korallriffide langust uurivad teadlased osutavad tolmule ja sellega kaasnevatele mikroobidele, segatakse Aafrika tolmutormide ajal üles ja toimetatakse süüdlasena läände. Teadlaste sõnul saabus konkreetne seen, mis tapab merefänne, 1983. aastal, kui Saharas tekkinud põud tekitas tolmupilved, mis hõljusid üle Atlandi ookeani.
Texase lääneosas kogusid Texase Tehnikaülikooli teadlased kümne veise etteandetuule vastas- ja vastutuult õhuproove. Antibiootikumiresistentsed mikroobid olid tuuleproovides 4000 protsenti rohkem levinud. Maapealse ökotoksikoloogia dotsent Philip Smith ja molekulaarse toksikoloogia dotsent Greg Mayer ütlesid, et töö loob aluse edasisteks uuringuteks.
Nad on lõpetanud elujõulisuse uuringu, mis vabastatakse 2016. aasta alguses, ja nad soovivad uurida küsimusi, kui kaugele osakesed rändavad ja kas resistentsus võib kanduda natiivsetesse bakteritesse. Mayer märgib, et antibiootikumid eksisteerisid looduses juba ammu enne seda, kui inimesed neid laenasid. Mis saab aga siis, kui nad on koondunud kohtadesse või levivad tuule käes?
Mis on selge, on palju elujõulisemad mikroobid palju vaevamatumates kohtades, kui teadlased eeldasid.
NASA teadusstipendiumiga toetasid Georgia tehnoloogiainstituudi teadlased uuritud õhuproove, mis olid kogutud lennukiga, mis lendas Maa kohal orkaanide miili ajal. Nad leidsid, et elusad rakud moodustasid tormist visatud mikroobidest umbes 20 protsenti.
"Me ei oodanud, et 10 000 meetri kõrguselt leitakse nii palju terveid ja elusaid bakterirakke, " ütleb Georgia tehnikainstituudi mikrobioloog Kostas Konstantinidis.
Konstantinidis ja tema meeskond on eriti huvitatud sellest, kuidas mikroobid soodustavad pilvede moodustumist ja sademete teket. Õhus leiduvate bakterite tuumad kutsuvad esile kondenseerumise. Mõnede teadlaste arvates võivad mikroobid mängida meteoroloogias olulist rolli. "Neil on suur potentsiaal mõjutada pilvede teket ja kliimat, " lisab Konstantinidis.
Vahepeal on Smithi huvitav, kuidas mikroobid elavad või parandavad end pärast päevatepikkusi rännakuid atmosfääri ülemises atmosfääris. NASA projekt EMIST (Exposing Mikroorganismid Stratosfääris), mille juht oli Smith, on kaks korda kandnud eoseid moodustavaid baktereid õhupalliga 125 000 jalga New Mexico kõrbe kohale, et uurida nende ellujäämist.
NASA jaoks on töö seotud planeetide kaitsega. Kui Maa bakteritega saastunud kosmoselaev jõuab Marsile - mille tingimused on sarnased Maa stratosfääriga - ja bakterid jäävad ellu, võib see raskendada meie otsimist Marsil leiduva elu kohta või isegi tappa looduslikud mikroobid, kui need on olemas.
Kuid sellel on ka palju laiemad võimalused. Nagu varasematel teadlastel, kes uurisid vihmametsi imestusravimeid otsides, võivad teadlased ühel päeval leida abinõusid atmosfääri miniküllastest elanikest. Võib-olla võivad atmosfääribakterid pakkuda meile ülimat päikesekaitsekreemi ja kaitset kiirguse eest.
"Erakordne on see, et organism, mis suudab nii karmi keskkonna üle elada, on paljudel juhtudel üksainus rakk, " räägib Smith. "Kuidas neil läheb, mida nad teevad?"
Teaduslikus õhupallis hoitakse NASA eksperimenteerivaid mikroorganisme Stratosfääris (E-MIST) vahetult enne 24. augusti 2014. aasta algust. Katse paljastas Maa baktereid ülemises atmosfääris, et teada saada, kas nad suudavad karmides tingimustes üle elada. (NASA)
