نتایج یک پژوهش جدیدی که با همکاری محققان دانشگاه ایالتی آریزونا و دانشگاه ساسکوئانا منتشر شده است، باورهای موجود در مورد ماهیت ابرهای نزدیک به زمین و مه را به چالش میکشد.
یافتههای این مطالعه نشان میدهد که قطرات آب معلق در هوا، محیطی استریل یا غیرفعال نیستند، بلکه اکوسیستمهای زنده، پویا و پرجمعیتی هستند که میزبان گونههای متعددی از باکتریهای فعالاند.
به گزارش سیناپرس، تا پیش از این اگرچه وجود باکتریها در جو زمین شناخته شده بود، اما ابهامات زیادی درباره اینکه آیا این میکروبها صرفاً ذراتی گذرا هستند که توسط باد جابهجا میشوند یا خیر، وجود داشت. برای رفع این ابهام، تیمی از محققان به سرپرستی «تی تونگ کائو» و «فرنان گارسیا-پیچل»، پروتکل دقیقی را طراحی کردند.
آنها طی یک دوره دو ساله، نمونهبرداریهای سیستماتیک را در ۳۲ رویداد مختلف مه انجام دادند و با تمرکز ویژه بر مه تابشی که در هوای ساکن و آرام شبانه تشکیل میشود، توانستند اثرات مخرب و تصادفی باد را از دادهها حذف کنند تا تصویر واقعیتری از زیستکره جوی ارائه دهند.
نتایج آنالیزهای کمی حیرتآور بود. اگرچه تنها کمتر از یک درصد از قطرات فرد مه حاوی باکتری بودند، اما تراکم ژنتیکی آنها بسیار بالا بود. شمارش ژن 16S rRNA که به عنوان شاخص استاندارد برای تخمین فراوانی باکتریها استفاده میشود، نشان داد که میانگین این تعداد به حدود یک میلیون تکثیر در هر میلیلیتر آب مه میرسد.
این رقم همتراز با غلظت میکروبها در آب دریا است و نشاندهنده غنای بیولوژیکی غیرمنتظره در اتمسفر سطح زمین است. تحلیلهای ژنتیکی عمیقتر مشخص کرد که جنس باکتریایی «متیلوباکتریوم» غالبترین گروه در این محیط است.
شواهد میکروسکوپی نیز تأیید کردند که این باکتریها صرفاً ناقلانی گذرا نیستند، بلکه در قطرات مه رشد کرده و تقسیم سلولی میکنند؛ به طوری که پس از رفع مه، تعداد باکتریها در هوا نسبت به قبل از تشکیل آن، حدود ۴۵ درصد افزایش مییابد. این موضوع ثابت میکند که قطرات مه به عنوان یک زیستگاه مناسب عمل کرده و امکان کشت و پرورش میکروبها را فراهم میکنند.
نکته فنی و جذاب دیگر پژوهش، بررسی مکانیسم تغذیه و بقای این باکتریها بود. محققان دریافتند که متیلوباکتریومها ترکیبات کربنی فرار مانند فرمالدئید را مصرف میکنند. در آزمایشهای انکوباسیون، سطوح فرمالدئید موجود در نمونههای آب مه به سرعت کاهش یافت و به حد عدم تشخیص رسید.
سرعت تجزیه این آلایندهها در آب مه، حدود ۲۰۰ برابر سریعتر از نرخهای مشاهده شده در آب ابرهای دیگر بود. این سرعت بالا نشان میدهد که هدف اصلی باکتریها صرفاً تأمین انرژی نیست، بلکه فرآیندی برای سمزدایی محیط از ترکیبات مضر و محافظت از خودشان در برابر غلظت بالای فرمالدئید است که در نهایت منجر به شکل گیری یک اکوسیستمی ارزشمند میشود.
یعنی این میکروبیوم هوایی میتواند نقش تصفیهگری طبیعی را در کاهش آلایندههای جوی ایفا کند. اگرچه نیاز به مطالعات بیشتر برای سنجش دقیق تأثیر این فرآیند در مقیاس بزرگ و مناطق شهری وجود دارد، اما قطعاً نشان میدهد که آسمان و مه میتوانند شرکای نامرئی و مفیدی در حفظ کیفیت هوای ما باشند و این یافتهها دریچهای تازه به سوی درک پیچیدگیهای تعاملات بینجانوری و جوی باز میکند.
شرح کامل این پژوهش در شماره امروز مجله معتبر نیچر منتشر شده و در اختیار محققان قرار دارد.
مترجم: احسان محمدحسینی