卓越風を考慮して、David J. Smithは、オレゴン州の休火山で収集された大気サンプルは、アジアおよび太平洋の死んだ微生物からのDNAシグネチャでいっぱいになると考えました。 彼は、9, 000フィートの高さで、バチェラー山天文台の研究ステーションまでの厳しい上層大気を通る旅を生き延びることができるとは期待していませんでした。
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「基本的には死んだバイオマスだけを収集すると思っていました」と、NASAのAmes Research Centerの研究科学者であるスミスは言います。
しかし、2011年の春に2つの大きなダストプルームから採取したサンプルを使って彼のチームが研究室に着いたとき、彼らはヒッチハイカーの盛んな束を発見しました。 細菌サンプルの27％以上と真菌サンプルの47％以上がまだ生きていました。
最終的に、チームは、これまでに日本沖で隔離されていたタイプの古細菌を含む、約2, 100種の微生物を検出しました。 「私の考えでは、それが喫煙銃でした」とスミスは言います。 彼が言いたいように、アジアは北アメリカをくしゃみにした。
ダーウィンが1830年代にアフリカの西1, 000マイルのHMS ビーグルに乗って吹きさらしの塵を集めて以来、微生物が空で発見されました。 しかし、DNA分析、高高度収集、大気モデリングの技術により、科学者は地球上空の混雑した生活を新たに見ることができます。 たとえば、最近の研究では、微生物は大気中に隠れたプレーヤーであり、雲を作り、雨を降らせ、大陸間で病気を広め、気候を変えることさえあることが示唆されています。
「私は大気を高速道路と見なします。最も文字通りの意味で」とスミスは言います。 「それは何千マイルも離れた生態系間で微生物を交換することを可能にします。私にとって、それは私たちがまだ頭を完全に包み込んでいない、より深刻な生態学的な結果です。」
空気中の微生物は、地球に大きな影響を与える可能性があります。 一部の科学者は、2001年のイギリスでの口蹄疫の発生は、最初の報告例のわずか1週間前に北アフリカでの塵と恐らくは動物病の胞子を運んだ数千マイルの巨大な嵐によるものだと考えています。
家畜および野生動物に感染するブルータングウイルスは、かつてアフリカにのみ存在していました。 しかし、現在イギリスで発見されており、恐らく一般的な風の結果です。
カリブ海のほぼ原始的な範囲のサンゴ礁の衰退を調べる科学者は、塵とそれに付随する微生物を指しており、アフリカの砂嵐の嵐の間にかき混ぜられ、犯人として西に運ばれました。 サファンの干ばつが大西洋に浮かぶ塵の雲を作った1983年に、海のファンを殺す特定の真菌が最初に到着したと研究者は言います。
テキサス州西部では、テキサス工科大学の研究者が10頭の牛肥育場の風上および風下の空気サンプルを収集しました。 抗生物質耐性微生物は、風下のサンプルで4, 000％多く見られました。 地球生態毒性学の准教授であるフィリップ・スミスと分子毒性学の准教授であるグレッグ・メイヤーは、この研究がさらなる研究のベースラインを確立すると述べた。
彼らは2016年初頭にリリースされる生存率の研究を完了し、粒子がどれだけ移動するか、そして耐性は天然細菌に伝染することができるかどうかの質問を見たいと思っています。 抗生物質は、人間がそれらを借りるずっと前から自然界に存在していた、とメイヤーは述べています。 しかし、それらが場所に集中している場合、または風に広がっている場合はどうなりますか？
明らかなのは、科学者が予想したよりもはるかに住みにくい場所にはるかに多くの実行可能な微生物があることです。
ジョージア工科大学の研究者は、NASAの研究助成金に支えられて、地球のハリケーンマイルの間に飛行する飛行機によって収集された大気サンプルを調査しました。 彼らは、生きた細胞が嵐に投げられた微生物の約20パーセントを占めていることを発見しました。
ジョージア工科大学の微生物学者であるKostas Konstantinidis氏は、「10, 000メートルであまり多くの無傷の生きた細菌細胞を見つけることを期待していなかった」と述べています。
Konstantinidisと彼のチームは、微生物が雲の形成と降水にどのように寄与するかに特に関心を持っています。 空気中の細菌の核が凝縮を開始します。 一部の科学者は現在、微生物が気象学で主要な役割を果たす可能性があると考えています。 「彼らは雲の形成と気候に影響を与える大きな可能性を秘めている」とコンスタンティニディスは付け加える。
一方、スミスは、上層大気の過酷な放射線の中を何日も旅した後、微生物がどのように生き残るか、おそらく自分自身を修復するのか興味をそそられます。 NASAのプロジェクトであるEMIST（成層圏の微生物の暴露）は、スミスが先頭に立って、胞子形成細菌を風船でニューメキシコ砂漠の125, 000フィート上に2回運んで、生存を調査しました。
NASAにとって、この作業は惑星保護に関連しています。 地球のバクテリアで汚染された宇宙船が、地球の成層圏に似た条件を持つ火星に到達し、バクテリアが生き残ると、火星の生命の証拠を探すのが難しくなり、天然の微生物が存在すれば殺すことさえできます。
しかし、はるかに広い可能性もあります。 不思議な薬を探して熱帯雨林を探検した初期の研究者と同様に、研究者はいつの日か大気中のごくわずかな住民に治療法を見つけるかもしれません。 たぶん、大気中のバクテリアは私たちに究極の日焼け止めと放射線防護を提供することができます。
「このような過酷な環境で生き残ることができる生物が多くの場合、単一の細胞であることは並外れています。「彼らは自分たちがしていることをどうやってやっているのですか？」
科学気球は、2014年8月24日の打ち上げ直前に、NASAの成層圏での微生物の露出（E-MIST）実験を保持しています。この実験は、地球の細菌を過酷な条件で生き残ることができるかどうかを知るために高層大気にさらしました。 （NASA）
