Mikrober kører en tur på højtflyvende støv

Støv ophobes ikke bare under din seng. Det kan også rejse tusinder af kilometer, på tværs af kontinenter og oceaner.

En ny undersøgelse analyserede det mikrobielle indhold af støvpartikler, der transporteres fra ørkenerne i Centralasien til Sydkorea og Japan. Den nye forskning viser støvets potentiale for at transportere potentielle patogener til fjerntliggende steder, potentielt påvirker naturlige økosystemer og menneskers sundhed.

Gemt i regnskyggen på det tibetanske plateau, Centralasien er hjemsted for de spredte Gobi- og Taklimakan -ørkener. I løbet af foråret, sommer, og falde, jævn vind blæser de øverste lag af sandjord øst, sammen med eventuelle mikrober, såsom bakterier og svampe, bor på overfladen. Disse vinde spreder partiklerne over det østlige Asien, Japan og på tværs af Stillehavet.

Langtrækkende transport af støvpartikler er blevet sporet i årtier ved hjælp af satellitter, men forskere havde ikke set på, hvilke typer mikrober de kunne bære.

Den nye undersøgelse, offentliggjort i AGU'er Journal of Geophysical Research:Atmosfærer , indsamlede støvprøver fra Sydkorea og Japan, og anvendte DNA -sekventering til at detektere tilstedeværelsen af ​​patitiske bakteriearter.

Den nye undersøgelse viser, at nogle støvhændelser transporterede op til 400 forskellige bakteriearter, herunder nogle potentielt skadelige for menneskers sundhed, såsom Staphylococcus og Bacillus arter.

"Vores data viser, at støvmineralpartikler omfatter nukleotidfragmenterne af patogene arter, "sagde hovedforfatter Teruya Maki fra Kanazawa University i Japan." Derudover, vi har demonstreret, at svampene forbundet med støvhændelser kan øge allergenindholdet med op til 10 gange [over allergenniveauerne ved baseline]. "Transport af bakterier som Staphylococcus og Bacillus -arter kan også føre til sygdomsudbrud i nye mennesker, han sagde.

Teamet er det første til at demonstrere langdistancetransport af støvassocierede mikrober i store højder ved hjælp af et unikt system med metoder til prøveudtagning af helikopter og balloner, Sagde Maki.

Sammen med prøveudtagning af støvet ved hjælp af helikoptere og balloner, teamet stolede også på to kontinuerlige overvågningsstationer installeret på 10 meter høje platforme i fire måneder af støvsæsonen 2015. Stationerne var placeret i vinden af ​​asiatisk støvkilderegion i Yongin, Sydkorea og Yonago, Japan, der falder langs den vigtigste asiatiske støvtransportbane.

Efter indsamling af prøverne, holdet brugte fluorescerende mikroskopiske observationsteknikker til at identificere støv, biologiske partikler og forurenende stoffer såsom sort kulstof. De ekstraherede og sekventerede derefter korte sektioner af genomisk DNA fra de biologiske partikler for at klassificere mikroorganismerne.

Teamet af forskere fra Japan, Korea, Singapore og New Zealand fandt, at bakterieindholdet i støvet var højest i det tidlige forår, mens bakteriesamfund blomstrede fra det tidlige forår til sensommeren. De fandt også støvet opsamlet yderligere bakterier, da det rejste på tværs af nyt terræn:Prøver indsamlet på øen Japan havde højere indhold af marine bakterier efter at være blevet transporteret over vand.

"Disse resultater indikerer, at bakterier i asiatisk støv transporteres over lange afstande, herunder oceaner, kan stige i variation i samfundet, og den variation er også forbundet med sæsonmæssige ændringer af luftbårne bakterier fra forår til sommer, "skrev de i den nye undersøgelse.

Støvbegivenheder forventes at intensivere på verdensplan i de kommende årtier på grund af klimaændringer. Ørkener bliver sandsynligvis mere tørre, og hyppigere ekstreme vejrhændelser kan vække fremherskende vindmønstre.

Dette kan forbedre den langtrækkende transport af sygdomsfremkaldende mikrober og atmosfæriske forurenende stoffer såsom sort kulstof.

Udvikling af en database over atmosfæriske mikrober kan hjælpe med at levere oplysninger om luftkvalitet til folkesundhedsformål, Sagde Maki.

"Efterhånden som nye molekylærbiologiske teknikker hurtigt udvikles, disse banebrydende teknikker kan bruges til analyse af støvprøver opsamlet i store højder, " han sagde.

Denne historie er genudgivet med tilladelse til AGU Blogs (http://blogs.agu.org), et fællesskab af jord- og rumforskningsblogs, vært for American Geophysical Union. Læs den originale historie her.