Определенные виды бактерий и вирусов легко выбрасываются в атмосферу, когда волны разбиваются, в то время как другие таксоны с меньшей вероятностью переносятся морскими брызгами в воздух, сообщили исследователи 22 мая.
Междисциплинарная группа ученых из Океанографического института Скриппса, Калифорнийского университета в Сан-Диего и Института Дж. Крейга Вентера (JCVI) пришла к такому выводу после воспроизведения цветения фитопланктона в уникальной установке для исследования океано-атмосферных волн. ученые из Центра изучения воздействия аэрозолей на химию окружающей среды (CAICE), финансируемого Национальным научным фондом, в кампусе Скриппса. Они обнаружили, что бактерии и вирусы, покрытые воскообразными веществами или липидами, появляются в большем количестве и обогащаются аэрозолями морских брызг. По словам исследователей, результаты показывают, что водоотталкивающие свойства поверхности этих микробов повышают вероятность их выброса из океана, когда волны разбиваются о поверхность моря.
В группу исследования, финансируемого Национальным научным фондом, вошли химики, океанографы, микробиологи, генетики и специалисты в области педиатрии, которые пытаются понять, как далеко могут распространяться потенциально инфекционные бактерии и вирусы и представляют ли те из них, которые представляют наибольший риск. общественному здравоохранению входят в число тех, кто, скорее всего, ускользнет из океана. В предыдущих исследованиях отдельные члены группы охарактеризовали аэрозоли морских брызг, которые образуются, когда волны разбиваются и пузырьки лопаются на поверхности океана.
"Некоторые из обнаруженных нами бактерий были обнаружены на коже, а также в вашем кишечнике, поэтому они могут влиять на ваше здоровье - на данный момент никто не знает о влиянии на здоровье вдыхания океанских микробов", сказал Ким Пратер, у которого есть совместная работа в Институте океанографии Скриппса Калифорнийского университета в Сан-Диего и на факультете химии и биохимии.«Мы пытаемся понять источники микробов окружающей среды, используя уникальные установки для исследования атмосферы и океана, которые мы разработали здесь, в Скриппсе. Калифорнийский университет в Сан-Диего, разбивая волны в пресной морской воде в изолированном волновом канале, является единственным местом в мире, которое может напрямую измерять микробы переносятся из океана в атмосферу."
Исследовательская группа Пратера ранее показала, что микробы распространяются почти по всему миру, способные перемещаться на десятки тысяч километров по ветру, иногда повторно входя в океан и снова выходя из него по пути. При этом их химические свойства, их способность заражать и их влияние на образование облаков и осадки могут изменяться..
В CAICE мы поняли, что многие химические компоненты, обнаруженные в аэрозолях, получены из живых микроорганизмов в океане, поэтому одной из наших первых целей было выяснить, какие из них присутствуют в воде, а затем понять какие из них способны передвигаться на аэрозольных частицах», - сказал Майкл Беркарт, исследователь с кафедры химии и биохимии Калифорнийского университета в Сан-Диего.
В исследовании использовались методы, разработанные в рамках проекта «Микробиом Земли», который был основан соавтором Робом Найтом и другими в 2010 году, чтобы собрать как можно больше микробных сообществ, чтобы понять экологию микробов и их взаимодействие с людьми.
«В проекте микробиома Земли ключевой задачей является моделирование микробов по всей планете», - сказал Найт, профессор педиатрии, информатики и инженерии Калифорнийского университета в Сан-Диего в Центре инноваций микробиома Калифорнийского университета в Сан-Диего. «Результаты океанских брызг дают совершенно новый и неожиданный механизм рассеивания, который нам придется принять во внимание для полного понимания микробной биосферы Земли».
Исследователи провели эксперимент, установив цветение фитопланктона в течение 34-дневного периода. Они сделали это внутри объекта океан-атмосфера, размещенного в лаборатории гидравлики в Океанографии Скриппса. Через несколько дней реплицированный океан, который ученые называют мезокосмом, начал выбрасывать в воздух таксоны бактерий, такие как актинобактерии и коринебактерии. Вирусов, содержащихся в аэрозолях, которые попали в воздух, было немного по сравнению с бактериями, но штаммы, которые были обнаружены в воздухе, такие как Herpesvirales, имели аналогичную водоотталкивающую поверхность, которая позволяет им переноситься из океана в атмосферу.
Потенциальное воздействие на здоровье человека океанских микробов, чаще всего встречающихся в аэрозолях морских брызг, теперь начнет изучаться командой Калифорнийского университета в Сан-Диего. Мало что известно о влиянии на здоровье - положительном или отрицательном - дыхания океанским воздухом, обогащенным микробами и другим биологическим материалом. Исследователи сообщили о присутствии штаммов, редко встречающихся в морской воде, таких как легионелла и птичий штамм кишечной палочки, которые, по их словам, могут свидетельствовать о заражении некоторых прибрежных вод. Знание того, какие патогены, присутствующие в загрязняющих стоках, попадают в аэрозоль, может помочь лучше понять пути воздействия на человека тех, кто живет вблизи побережья.
«Никто не ожидал, что это может быть развитой стратегией для определенных бактерий и вирусов, чтобы попасть в океанские брызги», - сказал Найт.«Наша следующая задача - выяснить, почему они это делают, и когда это хорошо или плохо для нашего здоровья или даже для климата планеты».