Usynlige rejsende:Støvstorme kan sprede bakterier og svampe rundt i verden

Chellam bemærkede, at støvbegivenheder kan variere årligt med forskellige grundstofsammensætninger hvert år. Det er udfordrende at bestemme den nøjagtige kilde til støvet, der rejser til Houston. Selv satellitbilleder af begivenhederne kan ikke præcist lokalisere kilden. Støv bevæger sig nordpå til Europa, krydser Atlanterhavet og rejser østpå til Asien. Det sandsynlige kildeområde for denne undersøgelse er selve ørkenen, fordi billeder viste betydelige støvskyer fra Sahara-regionen i begyndelsen af ​​august.

Spalink forklarede, at biodiversiteten af ​​bakterier og svampe i storby- og industriområder som Houston er meget dynamisk og ofte ændrer sig dagligt. Mange bakterier og svampe findes over hele verden.

"En vigtig del af denne undersøgelse er, at en masse biodiversitet ikke er videnskabeligt beskrevet," sagde Spalink. "Det har ikke et navn, det kan ikke dyrkes, og fordi det ikke kan dyrkes, er det svært at studere."

Imidlertid blev mikrobiota påvist ved at udvinde DNA fra filtre. Omhyggelige sekventeringsteknikker påviste bakterielle genomer fra 117 familier og svampegenomer fra 164 familier. Teknikken viste ikke, om mikroberne var i live, men den påviste adskillige patogene bakterier og svampe, hvoraf mange er opført på Verdenssundhedsorganisationens globale prioritetsliste over menneskelige patogener.

"Det fortæller os ikke, om de vil være i stand til at inficere os og gøre os syge," sagde Spalink. "Men i det mindste blev DNA'et fra adskillige patogene bakterier og svampe identificeret i det afrikanske støv."

Elementær påvirkning

Biodiversiteten af ​​bakterier og svampe var stærkt korreleret til nogle få elementer, især calcium. Undersøgelsen viste, at calcium og zirconium er vigtige for at forklare bakteriel og svampediversitet, forholdet mellem regional og lokal artsdiversitet.

"De metaller, vi lagde vægt på i denne undersøgelse, er ikke de samme metaller, som vi lagde vægt på i den tidligere undersøgelse," sagde Chellam.

Selvom disse elementer kan findes i Saharas støv, findes de også lokalt i Houston.

En lignende advarsel blev fundet i biota-detektioner. Over 2.000 forskellige organiske grupper blev påvist. Kun 17 steg i overflod, da Sahara-støvet trængte ind i Houston. Alle 17 af disse findes på verdensplan, og flere blev opdaget i mindre mængder før støvhændelsen.

"Der er en chance for, at du altid vil få en form for korrelation med nogle metaller," sagde Das. "Det betyder ikke, at det ikke kommer fra afrikansk støv."

Fremtidige støvprognoser

Fremtidige undersøgelser kan udvide dette arbejde ved at tage prøver før, under og efter støvstorme over flere år. Prøveudtagning kan også udvides geografisk på tværs af rejseområder med støvfaner.

Drivfaktorer som klimaændringer og andre meteorologiske effekter vil også være vigtige for fremtidig forskning.

"Hele dynamikken i det saharanske støv, der kommer til Houston er primært drevet af atmosfæriske processer," sagde Das.

"Dette understreger vigtigheden af ​​at have disse baseline datasæt," tilføjede Spalink. "Det er virkelig svært at forudsige, hvordan biotaen vil ændre sig, hvis du ikke ved, hvad der er sket i fortiden, eller hvad der sker i øjeblikket."

Chellam forklarede, at den største storm nogensinde i Houston blev målt i 2020, hvilket fremhævede et potentielt område for fremtidig forskning.

"Den var så stor, at den fik et kaldenavn, og den omtales nu som Godzilla-støvstormen," sagde Chellam. "Jeg var lige ved at tage stikprøver dengang, så forhåbentlig kan vi også få nogle gode data og publikationer fra det."

Alyvia McEwan, en af ​​Chellams bachelorstuderende, og Dr. Joseph Prospero, professor emeritus ved University of Miami i Florida, ydede betydelige bidrag til denne forskning. Chellam krediterer Prospero, der har arbejdet med afrikansk støv siden begyndelsen af ​​70'erne, for at have inspireret hans forskning.

"Han er den fyr, der først bragte dette afrikanske støv ind i det videnskabelige samfunds bevidsthed," sagde Chellam om Prospero.

McEwan er krediteret for en stor del af dataanalysen og fortolkningen og for at generere mange af de grafiske repræsentationer.

"Det er skørt, hvor meget et gennemsnitsmenneske udsættes for i forhold til hvilke slags elementer, svampe og bakterier, der har alle disse potentialer knyttet til sig," sagde McEwan.

Flere oplysninger: Sourav Das et al., Respirable metaller, bakterier og svampe under en Sahara-Sahel-støvbegivenhed i Houston, Texas, Environmental Science &Technology (2023). DOI:10.1021/acs.est.3c04158

Journaloplysninger: Miljøvidenskab og -teknologi

Leveret af Texas A&M University College of Engineering