Пылевые шлейфы через Тихий океан доставляют тысячи видов микроорганизмов к западному побережью

Микроорганизмы — на 99% больше видов, чем было зафиксировано в результатах, опубликованных всего четыре месяца назад — преодолевают самый большой разрыв на планете. Путешествуя автостопом в верхней тропосфере, они перемещаются из Азии через Тихий океан и достигают Северной Америки. Впервые исследователям удалось собрать достаточно биомассы в форме ДНК, чтобы применить молекулярные методы к образцам из двух крупных пылевых шлейфов азиатского происхождения весной 2011 года. Ученые обнаружили более 2100 уникальных видов по сравнению всего с 18, найденными в тех же самых шлейфах с использованием традиционных методов культивирования.

«Дальний перенос и удивительный уровень видового богатства в верхних слоях атмосферы опровергает традиционные парадигмы в аэробиологии», — говорит Дэвид Дж. Смит, ведущий автор статьи в текущем выпуске журнала Applied and Environmental Microbiology.

По оценкам, около 7,1 миллиона тонн (64 тераграмма) аэрозолей — пыли, загрязняющих веществ и других атмосферных частиц, включая микроорганизмы — ежегодно пересекают Тихий океан. Шлейфы аэрозолей переносятся ветрами в верхние слои тропосферы. Последние находки основаны на двух таких шлейфах, обнаруженных в апреле и мае 2011 года на горе Бачелор в Каскадных горах центрального Орегона.

Большинство микроорганизмов — около половины были бактериями, другая половина — грибами — происходили из почв и либо были мертвы по прибытии, либо безвредны для человека. Ученые предполагают, что, возможно, полезно думать о микроорганизмах как о загрязнении воздуха: незаметные в фоновых концентрациях, они могут быть более значимы в концентрированных дозах.

Интересно, что две из трех наиболее распространенных семейств бактерий в шлейфах известны своей способностью образовывать споры, позволяющие им безопасно существовать в суровых условиях, что делает их особенно хорошо приспособленными к переносу на большие высоты.

«Я думаю, мы близки к тому, чтобы назвать атмосферу экосистемой», — говорит Смит. Кроме того, клетки могут взаимодействовать со своей высокогорной средой, например, становясь ядрами для капель дождя и снежинок. По оценкам, 30% глобальных осадков образуется с участием микробов.

Отбор проб верхней тропосферы для поиска микроорганизмов в прошлом был спорадическим. «Поскольку получить образцы так сложно, я утверждаю, что это, вероятно, последняя биологическая среда на планете, которую еще предстоит исследовать», — отмечает Смит.