Вирусы могут перемещаться по воздуху на тысячи километров

Миллионы микроорганизмов достигают Испании по воздуху, покидая пустыню Сахару и тропические саванны Сахеля.

Еще в 1861 году великий Луи Пастер продемонстрировал, что микробы способны перемещаться по воздуху. Однако совсем недавно ученые обнаружили, что бактерии, грибы и вирусы могут преодолевать тысячи километров, прилипая к частицам пыли. Спутниковые изображения показывают, что по своим размерам пылевые облака сравнимы с Пиренейским полуостровом.

Впервые международная команда, работающая в рамках проекта Экосенсор (Ecosensor) проанализировала «путешествия» микроорганизмов с помощью методов молекулярной биологии. Помимо выявления видов, специалисты обнаружили, что микроорганизмы колонизируют высокогорные озера в горах Сьерра-Невады и в Пиренеях, и что данное явление усиливается с изменением климата.

"Миграция" этих микроорганизмов на африканской пыли наиболее интенсивна весной и летом,  заметно набирая темпы в последние годы, в результате их численность увеличивается в 10 раз. По словам исследователей, это связано с засухой, от которой в течение последних 30 лет страдает Сахель, сама являющаяся продуктом нашего изменяющегося климата. Дополнительным толчком является утрата растительного покрова в Африке, связанная с изменениями в сельскохозяйственной практике. Считается, что ежегодно с Сахары поднимается 60-200 миллионов тонн пыли — материала, богатого азотом, фосфором и железом и играющего важную роль в развитии морского планктона и в «опылении» тропических лесов.

Методы молекулярной биологии, которые используют исследователи Экосенсора, позволяют им обнаруживать почти все организмы, существующие в конкретном образце, в отличие от более ранних методов, которые, как объяснила Исабель Реч (Isabel Reche) из Университета Гранады, показали "многим меньше, чем на самом деле есть".

Именно поэтому до сих пор мы не могли идентифицировать даже 0,1 процента этих 500 бактерий, присутствующих в литре воздуха, и не подозревали о том, как они могут влиять на свое экосистемное "назначение". Пыль Сахары распространяется по всей планете, но преобладающие ветры - с востока - означают, что наиболее затронутыми осаждением пыли областями являются Канарские Острова и Карибский бассейн.

Исследователи брали пробы воздуха в тех местах, где легче всего обнаружить микроорганизмы периода дождей (в высокогорных озерах). "Такие места практически не затронула деятельность человека, замечает Реч, поэтому они имеют неоценимое значение для изучения сферы распространения вторгающихся микроорганизмов, находящихся в воздухе и принесенных из отдаленных источников".

Выбранные озера расположены в Сьерра-Неваде и Пиренеях, а также в Альпах (Австрия), аргентинской Патагонии, на острове Байлот в Арктике (Канада) и на Южном Шетландском архипелаге (Антарктида). Исследователи «забирают» воздух, фильтруют его и извлекают ДНК существующих в частицах организмов. "Анализируя гены, мы можем сказать к какому микроорганизму они принадлежат", продолжает Реч. Ученые также отделяют микроорганизмы для того, чтобы установить, какие из них могут достичь озер живыми.

Их результаты, недавно появившиеся в различных научных публикациях, показывают, что озера Сьерра-Невады и пиренейские озера питают микроорганизмы, "которые мы также нашли и в почве в Мавритании, говорит Реч. Это поистине удивительно!". Среди идентифицированных микроорганизмов Pseudomonas - род бацилл, способный к колонизации широкого диапазона ниш; Staphylococci - род, включающий в себя микроорганизмы, присутствующие в коже человека, и Acinetobacter, которые способствуют минерализации почвы. Все они считаются для человека непатогенными.

Но как может появление этих новых микроорганизмов влиять на местные экосистемы? "Увеличение пылевой нагрузки в древних экосистемах таких, как высокогорные озера, имеет серьезные последствия, объясняет Реч, потому что с пылью поступают питательные вещества, удобряющие озера и изменяющие их микробные сообщества". Некоторые из этих изменений оказывают неблагоприятное воздействие; пыль может вредить фауне и флоре некоторых экосистем. К примеру, карибские кораллы страдают из-за избыточного осаждения пыли.

Но вот другой важный вопрос - как микроорганизмам удается оставаться биологически активными после их "путешествия"? Ведь пыль переносится на высоте 2000-4000 метров под сильным  воздействием сухости и вредной радиации; не все организмы обнаруживаются в форме спор, а это значит, что у них должны быть определенные защитные механизмы. Одна из гипотез, упомянутых Реч, сводится к "увеличению количества защитных пигментов, которые прилипают к минеральным частицам, предоставляя нужную степень защиты".