I betragtning af de fremherskende vinder regnede David J. Smith med, at luftprøverne indsamlet ovenpå en sovende vulkan i Oregon ville være fyldt med DNA-underskrifter fra døde mikroorganismer fra Asien og Stillehavet. Han forventede ikke, at noget kunne overleve rejsen gennem den hårde øvre atmosfære til forskningsstationen ved Mount Bachelor Observatory, i en højde af 9.000 fod.
Relateret indhold
- 11 grunde til at elske bakterier, svampe og sporer
- Forskere finder livet i Antarktis blodrøde fald
"Jeg troede, at vi dybest set skulle samle indtil død biomasse, " siger Smith, en forsker ved NASAs Ames Research Center.
Men da hans team kom til laboratoriet med prøverne, der blev taget fra to store støvblus i foråret 2011, opdagede de en blomstrende flok liftere. Mere end 27 procent af bakterieprøverne og mere end 47 procent af svampeprøverne levede stadig.
I sidste ende opdagede holdet ca. 2.100 arter af mikrober, herunder en type Archea, der kun tidligere var blevet isoleret uden for Japans kyst. ”Efter min mening var det rygepistolen, ” siger Smith. Asien, som han kunne lide at sige, havde nyset om Nordamerika.
Der er fundet mikrober i himlen, siden Darwin opsamlede det blæste støv ombord på HMS Beagle 1.000 mil vest for Afrika i 1830'erne. Men teknologier til DNA-analyse, samling i højde og atmosfærisk modellering giver forskerne et nyt blik på overfyldt liv højt over Jorden. For eksempel antyder nyere forskning, at mikrober er skjulte spillere i atmosfæren, skaber skyer, forårsager regn, spreder sygdomme mellem kontinenter og måske endda skifter klima.
”Jeg betragter atmosfæren som en motorvej i den mest bogstavelige forstand af udtrykket, ” siger Smith. "Det muliggør udveksling af mikroorganismer mellem økosystemer tusindvis af miles fra hinanden, og for mig er det en mere dyb økologisk konsekvens, at vi stadig ikke har indpakket hovedet fuldt ud."
Luftbårne mikrober har potentielt store virkninger på vores planet. Nogle forskere tilskriver et mund- og klovnudbrud i 2001 en stor storm i Nordafrika, der bar støv og muligvis sporer af dyresygdommen tusinder af kilometer nord kun en uge før de første rapporterede tilfælde.
Bluetongue-virus, der inficerer husdyr og vilde dyr, var engang kun til stede i Afrika. Men det findes nu i Storbritannien, sandsynligvis resultatet af de fremherskende vinde.
Forskere, der undersøger nedgangen i korallrev i næsten uberørte strækninger i Caribien, peger på støv og medfølgende mikrober, omrøres under afrikanske støvstorme og føres vestpå, som den skyldige. En bestemt svamp, der dræber havfans, ankom først i 1983, siger forskere, da en tørke i Sahara skabte støvskyer, der flød over Atlanterhavet.
I det vestlige Texas indsamlede forskere fra Texas Tech University luftprøver modvind og medvind af ti kvægfødeprodukter. Antibiotikumresistente mikrober var 4.000 procent mere udbredt i modvindprøverne. Philip Smith, lektor i terrestrisk økotoksikologi, og Greg Mayer, lektor i molekylær toksikologi, sagde, at arbejdet skaber en basis for videre forskning.
De har afsluttet en undersøgelse af levedygtighed, der skal frigives i begyndelsen af 2016 og ønsker at se på spørgsmålene om, hvor langt partiklerne bevæger sig, og om resistens kan overføres til indfødte bakterier. Antibiotika, bemærkede Mayer, eksisterede i naturen længe før mennesker lånte dem. Men hvad sker der, når de er koncentreret på steder eller spredt på vinden?
Hvad der er klart, er, at der er langt mere levedygtige mikrober på langt mere uvurderlige steder, end forskere forventede.
Forskere fra Georgia Institute of Technology, støttet af en NASA-forskningsstipend, undersøgte luftprøver indsamlet af et fly, der flyver under orkaner miles over Jorden. De fandt, at levende celler tegnede sig for omkring 20 procent af de stormkastede mikrober.
"Vi forventede ikke at finde så mange intakte og levende bakterieceller på 10.000 meter, " siger Kostas Konstantinidis, en mikrobiolog ved Georgia Institute of Technology.
Konstantinidis og hans team er især interesseret i, hvordan mikrober bidrager til skydannelse og nedbør. Kerner i bakterier i luften indleder kondens. Nogle forskere mener nu, at mikrober kan spille en vigtig rolle i meteorologien. "De har et stort potentiale for at påvirke skydannelse og klima, " tilføjer Konstantinidis.
I mellemtiden er Smith fascineret af, hvordan mikrober overlever eller måske reparerer sig selv efter dage lange rejser i den hårde stråling i den øvre atmosfære. Et NASA-projekt, EMIST (Exposure Microorganisms in the Stratosphere), spydet af Smith, har to gange ført sporedannende bakterier til 125.000 meter over New Mexico-ørkenen på en ballon for at undersøge deres overlevelse.
For NASA er arbejdet relateret til planetarisk beskyttelse. Hvis et rumfartøj, der er forurenet med jordbakterier, når Mars - som har forhold, der ligner jordens stratosfære - og bakterierne overlever, kan det komplicere vores søgning efter bevis på liv på Mars eller endda dræbe naturlige mikrober, hvis de findes.
Men det har også langt bredere muligheder. Ligesom tidligere forskere, der udforskede regnskoven ved at søge efter vidunderlægemidler, kan forskere en dag finde retsmidler i de små indbyggere i atmosfæren. Måske kan atmosfæriske bakterier tilbyde os den ultimative solcreme og beskyttelse mod stråling.
"Det er ekstraordinært, at en organisme, der kan overleve et så hårdt miljø, i mange tilfælde er en enkelt celle, " siger Smith. "Hvordan gør de det, de gør?"
En videnskabelig ballon holder NASAs eksponerende mikroorganismer i stratosfæren (E-MIST) -eksperimentet kort før lancering den 24. august 2014. Eksperimentet udsatte jordbakterier for den øvre atmosfære for at lære, om de kunne overleve de barske forhold. (NASA)
