Wir Menschen sind stolz auf unsere Anpassungsfähigkeit, aber Bakterien waren in diesem Milliarden Jahre alten Spiel immer einen Schritt voraus. Unsere mikrobiologischen Brüder leben ruhig in den unangenehmsten Lebensumgebungen, von Tiefseequellen bis zu antarktischen Seen. Einige Mikroben überleben in der oberen Atmosphäre - der Stratosphäre - noch stärker, und neuere Erkenntnisse deuten darauf hin, dass sie unser Wetter, unsere Ernte und sogar unsere Gesundheit beeinflussen können.
Unser Verständnis von atmosphärischen Mikroben entwickelt sich immer noch weiter, und der größte Teil unserer Forschung konzentriert sich derzeit auf die Troposphäre, die Schicht, in der wir leben und atmen. 1979 fragte sich Russell Schnell, heute stellvertretender Direktor der Global Monitoring Division der National Oceanic and Atmospheric Administration, warum Teeplantagen im Westen Kenias den Weltrekord für die Hagelsammlung halten. Es stellte sich heraus, dass der Schädling der Teepflanzen, Pseudomonas syringae, schuld ist, der von Menschen beim Sammeln von Teeblättern in die Luft gehoben wird, weil sich um die teeliebenden Mikroben viel schneller Eiskristalle bildeten.
Seitdem wurden weltweit Beweise für diesen Prozess gefunden, der als Biopräzipitation bezeichnet wird und an dem alle Arten von mikrobiellen Kriminellen beteiligt sind. Jüngste Studien haben gezeigt, dass Mikroben die Wolkenbildung und -bedeckung beeinflussen und sogar den Himmel in unglaublichem Maße erleuchten können. Die unteren Schichten der Atmosphäre sind nicht nur mit Regenmachern gefüllt, sondern auch mit Organismen, die überall dort Krankheiten übertragen, wo der Wind sie bläst. Da sich das Klima ändert und es sich weltweit ändert, wächst das Interesse an der Quantifizierung der Auswirkungen dieser Mikroben.
Grundlegende Daten fehlen jedoch noch. „Wir Wissenschaftler haben immer noch kein gutes Budget, um die Biologie unserer Atmosphäre zu erforschen“, sagt Daniel Chicho, Professor für Chemie der Atmosphäre am MIT.
Dies liegt daran, dass sich viel Luft in der Atmosphäre befindet und es sehr schwierig ist, Proben ohne Kontamination zu sammeln. Es stehen nicht genügend Systeme für wissenschaftliche Experimente zur Verfügung, unabhängig davon, ob Sie biologische Proben sammeln oder untersuchen.
Und während wir wenig über die Troposphäre wissen, wissen wir noch weniger über die Stratosphäre, die in mittleren Breiten auf etwa 10.000 Metern beginnt. Wir wissen jedoch, dass selbst in der dünnen, trockenen Luft der Stratosphäre, in der die Temperaturen auf -60 Grad fallen können, eine geringe Anzahl zäher Mikroben vorhanden ist.
Priya Dassarma, die stratosphärische Mikroben und ihre Beziehung zum Klima untersucht, schreibt, dass diese Mikroben in großer Höhe Allergene oder sogar Krankheiten verbreiten können. "Einige isolierte stratosphärische Stämme stellen eine Bedrohung für Pflanzen und Tiere dar, und klinische Isolate haben auch in dieser Höhe überlebt", schreibt sie. "Die möglichen Folgen für die öffentliche Gesundheit und die Medizin unterstreichen die Notwendigkeit einer gründlicheren Untersuchung der Bewegung von Mikroben in der Atmosphäre und ihrer Überlebensmechanismen."
Die Idee, dass sich Mikroben in der Atmosphäre ausbreiten können, ist alles andere als neu - Studien in den 1990er Jahren zeigen beispielsweise, dass Bakterien jeden Sommer auf mineralischem Boden aus der Sahara von Afrika nach Florida ziehen. Der Ferntransport ist in großen Höhen besonders effektiv, da es Jetstreams gibt, die schnellsten Luftströmungen auf der Erde.
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Chicho ist jedoch der Ansicht, dass das Risiko, das die neue Arbeit nahe legt - dass atmosphärische Pfade in großer Höhe die schnellste Methode für den weltweiten Transport von Krankheiten sein könnten - übertrieben ist. Er meint, wir sollten mehr über die untere Atmosphäre lernen, bevor wir uns Gedanken darüber machen, was in der oberen Atmosphäre passiert.
In jedem Fall gewinnt all diese neue Forschung angesichts des Klimawandels an Bedeutung: In einer stürmischen Welt werden immer mehr Mikroben vom Wind in die untere Atmosphäre gesaugt. Von dort gelangen einige von ihnen in die Stratosphäre, hauptsächlich durch vertikales Mischen der Schichten. Wenn neue Regionen austrocknen, steigen mehr Staubpartikel in die Luft auf, was bedeutet, dass sich insgesamt mehr Material in der Atmosphäre befindet.
Derzeit werden mögliche Auswirkungen stratosphärischer Mikroben bei den Prognosen zum Klimawandel nicht berücksichtigt. Alle Wissenschaftler weisen auf die Notwendigkeit hin, besser zu verstehen, was sich über unseren Köpfen in der Luft befindet, damit wir eine Grundlage für das Verständnis zukünftiger Veränderungen haben.
Ilya Khel
