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看似不起眼的细菌,却能影响天气变化

作者:狗格格/编译 来源:蝌蚪五线谱 发布于2018/10/11

图:Mika-Pekka Markkanen

  人类总为自身的适应能力而感到自豪,但细菌在这数十亿年间早已战胜了我们。微生物大军在深海、南极等恶劣环境下均能占有一席之地,有些顽固分子甚至能在平流层中生存下来。近日一篇报告指出,这些漂浮在高空中的微生物有可能会影响天气、农作物甚至是人类的健康。
  目前人类对大气微生物的认知仍在发展中,大多数研究集中于对流层,即我们生活、呼吸的这一大气水平。美国国家海洋和大气管理局(NOAA)全球监督部门副主任Russell Schnell曾在1979年探究过,为何肯尼亚西部的茶园屡受冰雹“眷顾”。他发现,引发这一现象的部分原因是采茶人在拾起茶叶时也将丁香假单胞菌带到了空气中,而喜茶的微生物膜周围很容易形成冰晶。
  世界各地均发现了这一类生物沉淀现象的证据,而其中都有各种微生物罪犯的影子。最近的研究表明,微生物会影响云的形成和覆盖,甚至包括天空的亮度。低层大气中的微生物极为密集,其中不仅有造雨者,还有随风流动并引发疾病的有机体。随着气候变化改变了全球的气候模式,人们逐渐开始量化这些看似不起眼的微生物所带来的影响。
  然而,基础数据仍不足。来自MIT的大气化学教授Daniel Cziczo表示:“即使作为科学家,我们也无法准确地估算大气中的生物量。”
  这是因为空气的量很大,而目前也没有任何完全纯净、无污染的样本能进行参考对比。来自NASA ARC的微生物学家David Smith表示:“无论是收集生物样本还是取得样本后的保存和控制,我们都缺乏实验所需的可用系统。”
  我们对对流层了解不多,对平流层就更少了。来自马里兰大学医学院Priya DasSarma指出,从对流层顶(约10千米)到50千米高度之间即平流层,但即便是在这既稀薄又干燥、温度可降至-60华氏度(-51°C)的空气中,仍生存着一群细小却又顽强的微生物。
  除了对天气系统的潜在影响,DasSarma表示,这群高空居民可能还会传播过敏原和疾病。“平流层中的一些分离株对动植物有致病作用,而临床试验已表明分离株能够存活于高海拔地区。我们需要更详细地调查微生物在大气中的传输过程,并研究其生存机制。”
  从20世纪90年代开始,关于微生物在大气中传播的研究已表明,每年夏天都会有细菌搭上撒哈拉矿尘的便车,从非洲飘到佛罗里达。而由于喷流的存在,海拔高度越高,这种长途运输越有效,因为喷流是地球上速度最快的气流带。
  不过Cziczo认为,比起更高海拔的平流层,和人类更近的对流层内的微生物研究更应该尽早提上日程。
  虽然平流层是病原体四处活动的可行手段,但Christner也同意这一海拔水平的细菌运输问题尚不急切。他认为植物(而非人类)的病原体可能更多,毕竟植物的数量更多。
  但由于气候急剧变化,这些新兴研究的紧迫性越来越高。在暴风雨天气中,会有更多微生物被风吹到较低水平的大气中。Christner说道:“有的地区越来越干燥,也有可能导致灰尘雾化散开,继而四处漂泊,大气中的物质更加混杂。”
  目前,平流层中微生物所产生的影响尚未能触及气候变化预测。但科学家们均指出,更好地了解我们头顶上的空气中有什么,才能帮助我们建立起基线,从而更多地了解未来将至的各种变化。

 

 

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