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從平流層高處的飛機上採集颶風空氣樣本,除了預期的水和沙礫外,您還會發現大量的微生物。熱帶氣旋的力量從陸地和海洋中捲起空中的細菌,在 атмосферу 中持續存在數天——有些甚至可能在那裡茁壯成長。
一項新的對流層天空的調查顯示,即使高達 10 公里,微生物也持續存在。事實上,到目前為止,在每個空氣樣本中都發現了 17 種不同的細菌,這表明它們可能生活在很高的地方。這項由美國宇航局航班上的科學家進行的 2010 年調查結果於 1 月 28 日線上發表在《美國國家科學院院刊》上。
微生物在如此高空究竟在做什麼仍然未知,儘管這 17 種無處不在的居民顯然可以在極端條件下生存,甚至從大氣中豐富的化合物中獲得營養。已知微小細胞也有助於大氣中水蒸氣的結合,從而形成捲雲的冰晶,或者在大氣較低處,形成隨後變成雲、雨或雪的水滴。根據對總共九次飛行中過濾六立方米空氣的離散樣本收集的所有顆粒物,天空中細菌的數量超過了真菌孢子、花粉和其他生物顆粒。
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透過對這些樣本中發現的DNA 進行測序(而不是嘗試培養任何細菌,這是一個通常很棘手的過程),研究人員確定,每立方米稀薄的空氣包含超過 5,000 個細菌細胞——濃度遠高於任何人的預期。測序還揭示,這 17 個物種,主要來自甲基桿菌科和草酸桿菌科,分佈範圍從加利福尼亞州到美國各地,再到墨西哥灣,這表明它們具有保護脆弱細胞免受紫外線以及極端寒冷和乾燥條件影響的機制。
至於微生物如何到達天空,途徑可能與數百萬噸到達大氣層的灰塵和鹽相同:風、海浪和其他物理現象。但根據這些樣本判斷,颶風以及可能的其他風暴,有助於將大量不同的細菌傳播到世界各地。
來自卡爾颶風和厄爾颶風(均在 2010 年 9 月)的樣本表明,大型風暴既從大氣中降下細菌,也捲起了一些通常在如此高空找不到的物種,包括大腸桿菌和鏈球菌,尤其是在經過城市和其他人口稠密地區之後。在厄爾颶風的案例中,甚至有來自該熱帶氣旋起源地撒哈拉沙漠塵土飛揚的風中的土壤微生物。
結果值得重新思考微生物在塑造我們人類所知的氣象大氣效應中發揮的作用。畢竟,微生物已經決定了一切,從大氣中的氧氣量到陸地上礦物質的分解。微觀生命也可能在大氣化學以及是否下雨或傾盆大雨方面發揮關鍵作用。深藍色的天空甚至可能有資格成為一個生態系統。“如果雲層中存在活躍的生命和生長,我不會感到驚訝,”佐治亞理工學院的微生物學家科斯塔斯·康斯坦丁尼迪斯(Kostas Konstantinidis)在新聞稿中沉思道,他是研究團隊的成員之一。“但我們現在還不能肯定地說。”