Небу под облаке

Атмосфера представља гасовити омотач који покрива Земљу, а поред гасова попут кисеоника, азота и угљен диоксида као најзаступљенијих, у атмосфери се налазе и честице прашине, минерала али и живи организами попут бактерија, вируса и гљива. Микроорганизми у атмосферу доспевају процесом ресуспензије и аеросолизације са површина изложених кретању ваздуха.  У прилог овој тврдњи говори и чињеница да су бројна истраживања показала корелацију између популације бактерија на површини земљишта и слоја ваздуха најближем тој површини. Поред чврстих површина, велики водени системи, попут мора и океана су такође важан извор атмосферских микроорганизама који кроз ситне капљице доспевају у атмосферу. Бактерије у ваздуху могу да перзистирају као појединачне ћелије или да се асоцирају са другим бактеријама, спорама или честицама прашине. Након ресуспензије бактерија са површине тла, струјањем ваздуха могу бити пренете на велике удаљености, а забележени су и интерконтинентални преноси. Уклањање бактерија и других микроорганизама из атмосфере се природно догађа кроз процес сувог таложења - седиментације (адхеренцијом на биљке, животиње, грађевине и друге површине) и влажног таложења - преципитације (кроз кишу, снег, маглу и др.). 

 Једно од главних истраживачких питања која се тичу микробиома атмосфере је улога ових микроорганизама: да ли само преживљавају лоше услове околине (УВ зрачење, ниска температура, кисела средина, присуство оксиданата) и своде свој метаболизам на минимум или имају активну улогу у атмосфери. Данас је познато да бактерије из атмосфере утичу на разне процесе који се одвијају у овом гасовитом омотачу. Један од најпознатијих примера је улога бактерије Pseudomonas syringae, биљног патогена који се често налази и у облацима, у циклусу кружења воде у природи кроз активност у стварању честица леда (енгл. ''ice nucleation activity''). Наиме, P. syringae има способност да синтетише мембрански липогликопротеин InaZ који ћелији омогућава да започне кристализацију водених капљица и стварање леда на температурама вишим од тачке мржњења. Тиме се објашњава висока концентрација ових бактерија у снежним падавинама, пахуљама, али и кишним капима, рекама и подземним водама.

Многи научни радови доказали су и активност атмосферских микроорганизама у деградацији органиских материја из атмосфере. Велика количина различитих органских материја се налази посебно у облацима, а доспевају у атмосферу било из директних извора (нпр. путем издувних гасова аутомобила), или настају оксидацијом угљоводоника у ваздуху. Бактерије из родова Pseudomonas и Sphingomonas су показале велики потенцијал у биодеградацији потенцијално опасних органских молекула из атмосфере као што су формати, ацетати, сукцинати, формалдехид и др. 

Нека новија истраживања указују и на значај атмосфере као медијума где микроорганизми размењују гене за резистенцију на антибиотике, чиме се ова појава шири на велика подручја. Резистенција микроорганизама на антибиотике је природна појава са одређеном еволутивном динамиком коју савремена прекомерна и неконтролисана употреба антибиотика знатно убрзава. Данас се антибиотици могу детектовати у отпадним водама, али и у изворима, рекама и другим природним стаништима што знатно утиче на развој резистенције микророганизама који у њима живе. Из свих ових станишта, бактерије које стекну способност резистенције могу се аеросолизовати у атмосферу и пасивно путовати на велике удаљености носећи своје гене за резистенцију које могу предати новом екосистему у који доспеју. 

 

Аутор: Милица Младеновић, ЦСНИРС

 

Литература:

1. Rossi F., Peguilhan R., Turgeon N., Veillette M., Baray J. et al. Quantification of antibiotic resistance genes (ARGs) in clouds at a mountain site (puy de Dôme, central France). Sci Total Environ. 2022; 865:161264

2. Vaitilingom M., Amato P., Sancelme M., Laj P., Leriche M. et al. Contribution of Microbial Activity to Carbon Chemistry in Clouds. Appl Environ Microbiol. 2010; 76(1):23

3. Woo C. Yamamato N., Falling bacterial communities from the atmosphere. Environ Microbiome. 2020; 15:22

4. Nikolić I. Identifikacijs, genetički diverzitet i biološka kontrola Pseudomonas syringae pv. aptata sa područja Srbije. Doktorska disertacija, Biološki fakultet Univerziteta u Beogradu. 2018;

5. Vujić B.B., Milovanović D.B., Ubavin D.M., Analiza koncentracionih nivoa čestičnih materija (PM₁₀ ukupnih suspendovanih čestica i čađi) u Zrenjaninu. Hem. IND. 2010; 64 (5) 453-458