S obzirom na prevladavajuće vjetrove, David J. Smith smatrao je da će uzorci zraka prikupljeni na uspavanom vulkanu u Oregonu biti puni DNK potpisa mrtvih mikroorganizama iz Azije i Tihog oceana. Nije očekivao da bi išta moglo preživjeti putovanje kroz oštru gornju atmosferu do istraživačke stanice u opservatoriju Mount Bachelor, na nadmorskoj visini od 9 000 stopa.
Povezani sadržaj
- 11 razloga za voljeti bakterije, gljivice i spore
- Znanstvenici pronalaze život u Crvenim vodopadima na Antarktici
"Mislio sam da u osnovi ne skupljamo ništa osim mrtve biomase", kaže Smith, znanstvenik iz NASA-inog istraživačkog centra Ames.
Ali kada je njegov tim stigao u laboratorij s uzorcima, uzetim iz dva velika prašina, u proljeće 2011. otkrili su gomilu gomilu autostopera. Više od 27 posto uzoraka bakterija i više od 47 posto uzoraka gljivica još je bilo živo.
Konačno, tim je otkrio oko 2100 vrsta mikroba, uključujući i vrstu Archee koja je samo prethodno izolirana od obale Japana. "U mom umu to je bio pištolj za pušenje", kaže Smith. Azija se, kako on voli reći, kihala po Sjevernoj Americi.
Na nebu su pronađeni mikrobi otkad je Darwin 1830-ih prikupio prašinu s vjetra na brodu HMS Beagle, 1.000 milja zapadno od Afrike. Ali tehnologije za DNK analizu, prikupljanje na visini i modeliranje atmosfere daju znanstvenicima novi pogled na gužve iznad Zemlje. Na primjer, nedavna istraživanja pokazuju da su mikrobi skriveni igrači u atmosferi, praveći oblake, uzrokujući kišu, šireći bolesti među kontinentima i možda čak mijenjajući klimu.
"Atmosferu doživljavam kao autocestu, u najdoslovnijem smislu", kaže Smith. "Omogućuje razmjenu mikroorganizama između ekosustava udaljenih tisuće kilometara, a za mene je to dublja ekološka posljedica što još uvijek nismo u potpunosti zamotali glave."
Mikrobi u zraku potencijalno imaju ogroman utjecaj na naš planet. Neki znanstvenici pripisuju epidemiji slinavke i šapa 2001. godine u Britaniji divovskoj oluji na sjeveru Afrike koja je nosila prašinu i eventualno spore bolesti životinja tisućama kilometara sjeverno samo tjedan dana prije prvih prijavljenih slučajeva.
Virus bluetonguea, koji zaražava domaće i divlje životinje, nekoć je bio prisutan samo u Africi. Ali sada je pronađena u Velikoj Britaniji, vjerojatno rezultat prevladavajućeg vjetra.
Znanstvenici koji ispituju pad koraljnih grebena u gotovo netaknutim dijelovima Kariba ukazuju na prašinu i prateće mikrobe, uznemirene tijekom afričkih olujnih prašina i nosače na zapad, kao krivca. Posebna gljiva koja ubija ljubitelje mora prvi put je stigla 1983., kažu istraživači, kada je suša u Sahari stvorila oblake prašine koji su plutali Atlantikom.
Na zapadu Teksasa, istraživači sa Sveučilišta Texas Tech prikupili su uzorke zraka desetljećima dolje i niz vjetar. Mikrobi otporni na antibiotike bili su 4.000 posto učestaliji u uzorcima silaznog vjetra. Philip Smith, izvanredni profesor zemaljske ekotoksikologije, i Greg Mayer, izvanredni profesor molekularne toksikologije, rekli su da rad uspostavlja osnovu za daljnja istraživanja.
Završili su studiju održivosti koja će biti objavljena početkom 2016. godine i žele ispitati pitanja koliko daleke čestice putuju i može li se otpornost prenijeti na nativne bakterije. Antibiotici, napominje Mayer, postojali su u prirodi mnogo prije nego što su ih ljudi posudili. Ali što se događa kada su koncentrirani na mjestima ili se šire na vjetru?
Ono što je jasno jest da ima daleko više održivih mikroba na daleko neugodnijim mjestima nego što su znanstvenici očekivali.
Istraživači s Georgia Institute of Technology, potpomognuti NASA-inim istraživanjem, pregledali su uzorke zraka prikupljene zrakoplovom koji je letio tijekom uragana miljama iznad Zemlje. Otkrili su da žive stanice predstavljaju oko 20 posto mikroba koji se bacaju olujom.
"Nismo očekivali da ćemo na 10.000 metara pronaći toliko netaknutih i živih bakterijskih stanica", kaže Kostas Konstantinidis, mikrobiolog s Georgia Institute of Technology.
Konstantinidis i njegov tim posebno su zainteresirani kako mikrobi doprinose stvaranju oblaka i oborinama. Nuklei u bakterijama u zraku pokreću kondenzaciju. Neki znanstvenici sada vjeruju da mikrobi mogu igrati glavnu ulogu u meteorologiji. "Oni imaju veliki potencijal utjecati na stvaranje oblaka i klimu", dodaje Konstantinidis.
U međuvremenu, Smitha je zaintrigiralo kako mikrobi preživljavaju ili se možda popravljaju nakon višednevnih putovanja u oštrom zračenju gornje atmosfere. NASA-in projekt EMIST (Izlaganje mikroorganizama u stratosferi), na čelu s Smithom, dva je puta na balonu nosio bakterije koje stvaraju spore na 125.000 metara iznad pustinje New Mexico, kako bi istražio njihov opstanak.
Za NASA rad je povezan s planetarnom zaštitom. Ako svemirska letjelica kontaminirana zemaljskom bakterijom dosegne Mars - koji ima uvjete slične zemljinoj stratosferi - i bakterije prežive, to bi moglo zakomplicirati našu potragu za dokazima života na Marsu ili čak ubiti domaće mikrobe, ako postoje.
Ali ima i daleko šire mogućnosti. Poput ranijih istraživača koji su istraživali prašumu u potrazi za čudesnim lijekovima, istraživači će jednog dana možda moći pronaći lijekove u sitnim stanovnicima atmosfere. Možda nam atmosferske bakterije nude vrhunsku zaštitu od sunca i zaštitu od zračenja.
"Izvanredno je da je organizam koji može preživjeti tako oštro okruženje u mnogim slučajevima jedna stanica", kaže Smith. "Kako su oni što rade?"
Znanstveni balon drži NASA-in otkrivajući mikroorganizme u stratosferi (E-MIST), neposredno prije lansiranja 24. kolovoza 2014. Eksperiment je izložio Zemljine bakterije gornjoj atmosferi kako bi saznao mogu li preživjeti teške uvjete. (NASA)
