Воздух переносит болезнетворные организмы на огромные расстояния.
Воздушные микроорганизмы, такие как бактерии и грибы, в том числе некоторые потенциально опасные для человека, могут преодолевать значительные расстояния с некоторой помощью. Группа исследователей из Испании открыла это в своем исследовании, показавшем, что эти микробы защищают себя от УФ-излучения на больших высотах, используя определенную стратегию.
Ветер может переносить микроорганизмы, прикрепленные к крошечным частицам, на расстояния до 2000 километров. Это открытие было сделано с помощью измерений во время полетов над Японией и на земле, а также последующего анализа. Эти микроорганизмы включают бактерии и грибы, многие из которых также известны как патогены для человека, животных и растений.
Исследование предполагает, что эти микробы также могут переносить гены устойчивости к антибиотикам, тем самым облегчая быстрое распространение устойчивости к антибиотикам. Исследование, возглавляемое Хавьером Родо из Института глобального здравоохранения Барселоны (ISGlobal), было опубликовано в "Процессинге Национальной академии наук" (PNAS).
"Путешествие через интенсивные воздушные туннели"
Родо заявил в заявлении от своего института, что их исследование было уникальным благодаря десяти троposферным полетам, проведенным для анализа микробного разнообразия на больших высотах, в то время как большинство исследований проводилось всего несколько метров над землей или океаном.
Исследователи проводили полеты в феврале и апреле 2014 года на высоте от одного до трех километров. Они наблюдали, как высокое давление над Сибирью заставляет воздух подниматься из северо-восточного Китая, а низкое давление над Японией заставляет этот воздух опускаться к поверхности Земли thousands kilometers away. Родо объяснил, что микробы путешествуют через интенсивные воздушные туннели в тропосфере.
Опасный для здоровья человека
Команда исследователей обнаружила бактерии из 305 разных родов и микроскопические грибы из 266 родов. Они также изучили химический состав аэрозолей, к которым были прикреплены микроорганизмы. Вещества, такие как сульфат цинка и калий, широко используемые в удобрениях, указывали на то, что крошечные частицы происходят из сельского хозяйства, которое интенсивно практикуется в северо-восточном Китае.
Примерно 35 процентов бактериальных видов и 39 процентов грибковых видов, обнаруженных исследователями в верхней атмосфере на аэрозолях, могут представлять риск для здоровья человека. Большинство из них - oportunisticные патогены, то есть они безвредны для людей с здоровым иммунитетом, но могут вызывать заболевания у лиц с иммунодефицитом.
К ним относится Escherichia coli, бактерия, обычно обитающая в кишечнике человека. Однако они также обнаружили два штамма Bacillus cereus, которые могут вызывать пищевое отравление, воспаление желудка и кишечника, воспаление мозга и другое.
Высоко устойчивы к антибиотикам
В случае Bacillus cereus исследователи обнаружили в результате лабораторных испытаний, что штаммы высоко устойчивы к антибиотикам, таким как пенициллин, ампициллин и цефтриаксон. Они также обнаружили гены в других бактериальных видах и штаммах, которые обеспечивают устойчивость к различным антибиотикам. В том числе штамм Micrococcus luteus, устойчивый к нескольким антибиотикам, что противоречит предыдущим знаниям.
"Наши результаты свидетельствуют о том, что антимикробные резистентности могут распространяться на большие расстояния через этот ранее неизвестный путь", - сказала Софья Позднякова из ISGlobal, соавтор исследования.
Облучение высокими дозами космической радиации
Хотя отдельные исследования показали перенос микроорганизмов на большие расстояния в атмосфере, ученые в целом считали, что бактерии и грибы не выживут при высокой дозе космической радиации на больших высотах.
Исследование указывает на то, что биопленки, производимые микроорганизмами с помощью экстрацеллюлярных полимерных веществ, могут их защищать, особенно от солнечного ультрафиолетового излучения и обезвоживания. Способность микроорганизмов выдерживать жестокие условия в верхней атмосфере с помощью биопленки была подтверждена этим исследованием.
"В то время как наше исследование не обязательно предполагает причинную связь между присутствием известных патогенов человека в биоаэрозолях и их воздействием на здоровье, оно открывает путь для будущих исследований в этой области", - заключает команда исследователей.
Микробы, связанные с аэрозолями, в том числе бактерии и грибы, показали устойчивость к антибиотикам, таким как пенициллин, ампициллин и цефтриаксон. Во время своего путешествия через интенсивные воздушные туннели в тропосфере эти микробы защищались от потенциально вредного УФ-излучения, образуя биопленки.
