Memandangkan angin yang berlaku, David J. Smith menganggap sampel udara yang terkumpul di atas gunung berapi tidak aktif di Oregon akan penuh tanda tangan DNA dari mikroorganisma mati dari Asia dan Lautan Pasifik. Dia tidak mengharapkan apa-apa yang dapat bertahan hidup melalui suasana atas yang keras ke stesen penyelidikan di Balai Cerap Bachelor Mount, pada ketinggian 9.000 kaki.
Kandungan Terkait
- 11 Alasan Mencintai Bakteria, Kulat dan Spora
- Saintis Cari Kehidupan di Air Terjun Merah Antartika
"Saya fikir kita pada asasnya akan mengumpul apa-apa tetapi biomas mati, " kata Smith, seorang saintis penyelidikan dengan Pusat Penyelidikan Ames NASA.
Tetapi apabila pasukannya pergi ke makmal dengan sampel, diambil dari dua debu besar pada musim bunga tahun 2011, mereka menemui sekumpulan penunggang yang berkembang pesat. Lebih daripada 27 peratus sampel bakteria dan lebih daripada 47 peratus sampel kulat masih hidup.
Akhirnya, pasukan itu mengesan sekitar 2, 100 spesies mikrob, termasuk jenis Archea yang sebelum ini hanya terpencil di lepas pantai Jepun. "Dalam fikiran saya, itu adalah pistol merokok, " kata Smith. Asia, seperti yang dia suka katakan, telah bersin di Amerika Utara.
Mikroba telah dijumpai di langit sejak Darwin mengumpul habuk berapi di atas kapal HMS Beagle 1, 000 mil barat Afrika pada tahun 1830an. Tetapi teknologi untuk analisis DNA, pengumpulan ketinggian tinggi dan pemodelan atmosfera memberi saintis pandangan baru pada kehidupan yang penuh sesak di atas Bumi. Sebagai contoh, penyelidikan baru-baru ini menunjukkan bahawa mikroba adalah pemain tersembunyi di atmosfer, membuat awan, menyebabkan hujan, menyebarkan penyakit di antara benua dan mungkin mengubah iklim.
"Saya menganggap suasana sebagai lebuh raya, dalam erti kata yang paling literal istilah, " kata Smith. "Ia membolehkan pertukaran mikroorganisma di antara ekosistem beribu-ribu batu, dan bagi saya itu adalah akibat ekologi yang lebih mendalam kita masih belum membungkus kepala kita sepenuhnya."
Mikroba di udara berpotensi mempunyai kesan besar ke atas planet kita. Sesetengah saintis menyifatkan wabak kaki dan mulut tahun 2001 di Britain untuk ribut gergasi di Afrika utara yang membawa habuk dan kemungkinan spora penyakit haiwan beribu-ribu kilometer utara hanya seminggu sebelum kes pertama dilaporkan.
Virus Bluetongue, yang menjangkiti haiwan domestik dan liar, pernah hadir di Afrika sahaja. Tetapi ia didapati sekarang di Great Britain, mungkin disebabkan oleh angin yang berlaku.
Para saintis yang meneliti penurunan terumbu karang di kawasan yang hampir murni di Caribbean mengarahkan debu dan mikrob yang disertai, diadukan semasa ribut debu Afrika dan dibawa ke barat, sebagai punca. Kulat tertentu yang membunuh peminat laut tiba pada tahun 1983, kata penyelidik, apabila kemarau di Sahara mencipta awan debu yang melayang di Atlantik.
Di barat Texas, para penyelidik dari Texas Tech University mengumpul sampel udara dan angin sampah dari sepuluh peternak lembu. Mikroba tahan antibiotik adalah 4, 000 peratus lebih lazim dalam sampel angin bawah air. Philip Smith, seorang profesor ekotoksikologi terestrial, dan Greg Mayer, seorang profesor untuk toksikologi molekul, berkata kerja itu menetapkan asas untuk penyelidikan lanjut.
Mereka telah menyelesaikan kajian daya maju yang akan dikeluarkan pada awal tahun 2016 dan ingin melihat persoalan sejauh mana zarah bergerak dan sama ada rintangan boleh ditularkan kepada bakteria asli. Antibiotik, nota Mayer, wujud dalam alam lama sebelum manusia meminjamnya. Tetapi apa yang berlaku apabila mereka tertumpu di tempat, atau tersebar di angin?
Apa yang jelas adalah terdapat lebih banyak mikroba yang lebih berdaya maju di tempat-tempat yang jauh lebih menyakitkan daripada saintis yang diharapkan.
Penyelidik dari Institut Teknologi Georgia, yang disokong oleh geran penyelidikan NASA, mengkaji sampel udara yang dikumpulkan oleh pesawat yang terbang semasa ribut taufan di atas Bumi. Mereka mendapati bahawa sel-sel hidup menyumbang kira-kira 20 peratus daripada mikrob yang dibuang ribut.
"Kami tidak menjangkakan terdapat banyak sel-sel bakteria yang masih utuh dan hidup pada 10, 000 meter, " kata Kostas Konstantinidis, ahli mikrobiologi di Institut Teknologi Georgia.
Konstantinidis dan pasukannya amat berminat dengan bagaimana mikrob menyumbang kepada pembentukan awan dan hujan. Nuclei dalam bakteria dalam pemeluwapan inisiasi udara. Beberapa saintis kini percaya mikrob mungkin memainkan peranan utama dalam meteorologi. "Mereka mempunyai potensi besar untuk mempengaruhi pembentukan awan dan iklim, " tambah Konstantinidis.
Sementara itu, Smith tertarik dengan bagaimana mikroba bertahan atau mungkin membaiki diri mereka selepas perjalanan sepanjang hari dalam radiasi yang keras di atmosfera atas. Projek NASA, EMIST (Pendedahan Mikroorganisme di Stratosfera), yang diterajui oleh Smith, telah dua kali membawa bakteria pembentukan spora ke 125, 000 kaki di atas gurun New Mexico pada belon untuk menyelidiki kelangsungan hidup mereka.
Untuk NASA, kerja itu berkaitan dengan perlindungan planet. Jika sebuah kapal angkasa tercemar dengan bakteria Bumi mencapai Mars-yang mempunyai keadaan yang sama dengan stratosfera bumi-dan bakteria itu masih hidup, ia dapat menyulitkan pencarian kita untuk bukti kehidupan di Marikh atau bahkan membunuh mikrob asli, jika wujud.
Tetapi ia juga mempunyai kemungkinan yang lebih luas. Seperti penyelidik terdahulu yang meneroka hutan hujan yang mencari ubat-ubatan yang mengagumkan, para penyelidik mungkin satu hari mencari remedi dalam penduduk miniscule atmosfera. Mungkin bakteria atmosfera boleh menawarkan pelindung matahari dan perlindungan terhadap radiasi.
"Ia luar biasa bahawa organisma yang dapat bertahan dalam persekitaran yang keras ini dalam banyak kes sel tunggal, " kata Smith. "Bagaimana mereka melakukan apa yang mereka lakukan?"
Satu belon saintifik memegang ekslusif Microorganisms NASA dalam eksperimen Stratosfera (E-MIST) sejurus sebelum pelancaran 24 Ogos 2014. Eksperimen ini mendedahkan bakteria bumi ke atmosfera atas untuk mengetahui sama ada mereka dapat bertahan dalam keadaan yang keras. (NASA)
