البكتيريا التي تعيش داخل الأعاصير
البكتيريا التي تعيش داخل الأعاصير
سبعة أميال فوق سطح الأرض، حيث تتم ولادة الطقس ، وتقع طبقة التروپوسفير - أكثر طبقة من الغلاف الجوي قربا من الأرض. هناك في الأعلى ، حيث تتحرك السحب حولها، هي البكتيريا التي يمكنها أن تصنع الأمطار ومهمتها تشكيل الغيوم.
وmicrobiome الغلاف الجوي هو مفهوم ومجال للدراسة يكتسب أهمية متزايدة, ونحن نبدأ في التعامل مع تغير المناخ والبيئة، حيث لدينا فهم أكثر وأكثر للنظم الإيكولوجية في أرضنا ال1ى لا يزال حيويا. بالنظر إلى الأضرار التي سببها الإعصار في الولايات المتحدة وأماكن أخرى على ما يبدو تنطوى على زيادة هائلة في العقود الأخيرة، فإنه من المهم أن ننظر للأسوأ. حيث يمكن أن نتكلف ما يصل إلى 1 مليون دولار لكل ميل مربع لإجراءات الإخلاء وحدها.
في عام 2010، شرعت وكالة ناسا العمل على واحد من أكبر الجهود البحثية عن الإعصار - GRIP (الأصول وتكثيف العمليات السريعة). وكان الهدف هو من أجل فهم أفضل وتوصيف لكيفية تشكيل وتطوير العواصف الاستوائية إلى أعاصير جبارة . مع أسطول من الطائرات ومعدات أرضية، ونماذج الكمبيوتر، والأقمار الصناعية، خلال فترة 6 أشهر، جمعت GRIP جميع أنواع البيانات حول الطبيعة، والهياكل وديناميكيات وحركة الأعاصير. البيانات لا تقدر بثمن. جمعوا أيضا الشيء تلو الآخر - حتى الكائنات الدقيقة في الغلاف الجوي.
المشكلة في السابق، كان دائما صعوبة في جمع ما يكفي من الكتلة الحيوية الميكروبية للدراسة. وسابقا، كانت معظم العينات تأتي من مناطق قريبة جدا من سطح الأرض لعل ذلك كان يعني أي شيء حقا. استغرق GRIP الأمور خطوة أخرى إلى الأمام -أخذت البحث والإستقصاء يتم على ارتفاع عال. على مدى 9 رحلات في جميع أنحاء أمريكا ، وخليج المكسيك والمحيط الأطلسي ، والبحر الكاريبي ، فقد جمعت GRIP عينات البكتيريا والفطريات كى يتم تحليلها. يكفي الإجابة على السؤال:من أين تأتي البكتيريا في الجو من أين؟ المؤلفين، والكتاب قد نشرو في دورية الاكاديمية الوطنية للعلوم (PNAS) اليوم حيث يعطون صورة للتكوين من البيئة الحيوية على ارتفاعات عالية (حوالي 10 كيلومترا فوق مستوى سطح البحر) البكتيريا والفطريات، ولكن أيضا ما يشبه تلك الصورة في أعقاب الإعصار أيضا.
البكتيريا التي تحوم حول في الهواء تنشأ من مناطق مختلفة في جميع أنحاء سطح الأرض على ما يبدو. الكائنات الحية التي نشأت من الموائل عينات كلها تقريبا (المحيطات والتربة والمياه العذبة ... الخ، كما قالت). كانت عينات الإعصار أعلى وفرة من البكتيريا البحرية، وفقط في العينات حيث يكون هناك إعصار "إشارة كبيرة أن البكتيريا التي تعرف بأنها ترتبط مع براز الإنسان والحيوان" - والكائنات الحية الدقيقة مثل الباكتيريا القولونية والمكورات العقدية (نتيجة للإعصار إيرل الذى مر فوق المناطق المأهولة).
تركيب الكائنات الحية الدقيقة في طبقة التروبوسفير هي مماثلة اعتمادا على متى وأين يتم جمعها. ولكن بعد الإعصار، فإن هذا يتغير. فعندما يضرب الإعصار، تكون هناك أعدادا كبيرة من الميكروبات الجديدة التي تأتى كرذاذ - يتم جلبها عاليا حيث تحملها الرياح . وهذا لا يزال لبعض الوقت بعد أن يكون الإعصار قد مر.
المؤلفون كانو لا يستطيعون ان يحددو ما هي نسبة الكائنات الدقيقة الممرضة - على الرغم من أن معظم الخلايا المحمولة جوا كانت قابلة للحياة، تعيش في سعادة أميالا فوق سطح الأرض. ليس في بيئة قاسية تماما ، ولكن بالتأكيد تقطن داخل بيئة خارج نطاق فوق البنفسجية الطبيعية — المحتملة norm — tolerating UV حيث الجفاف ، والأكسجين المنخفض، وتجمعات كبيرة من المواد المؤكسدة.
البكتيريا والفطريات هم التجمعات الحيوية لطبقة التروبوسفير حيث جزء كبير من النظام البيئي في الهواء، وليس فقط نتيجة للأعاصير التى تهب حتى ما يكمن تحت الغلاف الجوى. عبر مواقع بعيدة جغرافيا ظهرت الميكروبات نفسها في جميع العينات. مثل الدم الذي يمر عبر الأوردة، وهذه هي الكائنات الدقيقة التي تعمل عبر الغلاف الجوي - تمثل طبقة التروبوسفير من microbiome الوسطى والعليا.
كل عام، فإن مئات الملايين من الأطنان المترية من الملوثات والغبار والماء وhumanmade تشق طريقها في الجو، والسفر في كثير من الأحيان بين القارات على متن التيارات الهوائية. الآن دراسة جديدة تؤكد أن بعض الميكروبات تشق طريقها في رحلة ،حيث المليارات من البكتيريا وغيرها من الكائنات التى يحتمل أن تؤثر في الطقس . ما هو أكثر من ذلك، قد يكون بعض من هذه الكائنات تحلق على ارتفاع عال تكون فعلا قادرة على أخذ غذاءها أثناء الرحلة من خلال الغيوم، حيث تشكل نظام بيئي نشط عالي فوق سطح الأرض.
وجاء الإكتشاف عندما قام فريق من العلماء من معهد جورجيا للتكنولوجيا في أطلنطا بإطلاق تسع رحلات طائرة لناسا تهدف إلى دراسة الأعاصير. ألمحت الدراسات السابقة التي أجريت على قمم الجبال من أن الباحثين قالوا أنه من المرجح أن توجد الكائنات الحية الدقيقة على ارتفاعات عالية، ولكن لم يحاول أحد في أى وقت من الأوقات أن ينشىء دليلا للحياة المجهرية وحدها التى تطفو فوق المحيطات ناهيك عن المستعمرات الميكروبية أثناء العواصف الاستوائية. بعد كل شيء، فإنه ليس من السهل أن تأخذ عينات من الهواء عندما تكون في طائرتك الخاصة في أثناء الإعصار.