Nebu pod oblake

             Atmosfera predstavlja gasoviti omotač koji pokriva Zemlju, a pored gasova poput kiseonika, azota i ugljen dioksida kao najzastupljenijih, u atmosferi se nalaze i čestice prašine, minerala ali i živi organizami poput bakterija, virusa i gljiva. Mikroorganizmi u atmosferu dospevaju procesom resuspenzije i aerosolizacije sa površina izloženih kretanju vazduha.  U prilog ovoj tvrdnji govori i činjenica da su brojna istraživanja pokazala korelaciju između populacije bakterija na površini zemljišta i sloja vazduha najbližem toj površini. Pored čvrstih površina, veliki vodeni sistemi, poput mora i okeana su takođe važan izvor atmosferskih mikroorganizama koji kroz sitne kapljice dospevaju u atmosferu. Bakterije u vazduhu mogu da perzistiraju kao pojedinačne ćelije ili da se asociraju sa drugim bakterijama, sporama ili česticama prašine. Nakon resuspenzije bakterija sa površine tla, strujanjem vazduha mogu biti prenete na velike udaljenosti, a zabeleženi su i interkontinentalni prenosi. Uklanjanje bakterija i drugih mikroorganizama iz atmosfere se prirodno događa kroz proces suvog taloženja - sedimentacije (adherencijom na biljke, životinje, građevine i druge površine) i vlažnog taloženja - precipitacije (kroz kišu, sneg, maglu i dr.). 

 Jedno od glavnih istraživačkih pitanja koja se tiču mikrobioma atmosfere je uloga ovih mikroorganizama: da li samo preživljavaju loše uslove okoline (UV zračenje, niska temperatura, kisela sredina, prisustvo oksidanata) i svode svoj metabolizam na minimum ili imaju aktivnu ulogu u atmosferi. Danas je poznato da bakterije iz atmosfere utiču na razne procese koji se odvijaju u ovom gasovitom omotaču. Jedan od najpoznatijih primera je uloga bakterije Pseudomonas syringae, biljnog patogena koji se često nalazi i u oblacima, u ciklusu kruženja vode u prirodi kroz aktivnost u stvaranju čestica leda (engl. ''ice nucleation activity''). Naime, P. syringae ima sposobnost da sintetiše membranski lipoglikoprotein InaZ koji ćeliji omogućava da započne kristalizaciju vodenih kapljica i stvaranje leda na temperaturama višim od tačke mržnjenja. Time se objašnjava visoka koncentracija ovih bakterija u snežnim padavinama, pahuljama, ali i kišnim kapima, rekama i podzemnim vodama.

Mnogi naučni radovi dokazali su i aktivnost atmosferskih mikroorganizama u degradaciji organiskih materija iz atmosfere. Velika količina različitih organskih materija se nalazi posebno u oblacima, a dospevaju u atmosferu bilo iz direktnih izvora (npr. putem izduvnih gasova automobila), ili nastaju oksidacijom ugljovodonika u vazduhu. Bakterije iz rodova Pseudomonas i Sphingomonas su pokazale veliki potencijal u biodegradaciji potencijalno opasnih organskih molekula iz atmosfere kao što su formati, acetati, sukcinati, formaldehid i dr. 

Neka novija istraživanja ukazuju i na značaj atmosfere kao medijuma gde mikroorganizmi razmenjuju gene za rezistenciju na antibiotike, čime se ova pojava širi na velika područja. Rezistencija mikroorganizama na antibiotike je prirodna pojava sa određenom evolutivnom dinamikom koju savremena prekomerna i nekontrolisana upotreba antibiotika znatno ubrzava. Danas se antibiotici mogu detektovati u otpadnim vodama, ali i u izvorima, rekama i drugim prirodnim staništima što znatno utiče na razvoj rezistencije mikroroganizama koji u njima žive. Iz svih ovih staništa, bakterije koje steknu sposobnost rezistencije mogu se aerosolizovati u atmosferu i pasivno putovati na velike udaljenosti noseći svoje gene za rezistenciju koje mogu predati novom ekosistemu u koji dospeju. 

 

Autor: Milica Mladenović, CSNIRS

 

Literatura:

1. Rossi F., Peguilhan R., Turgeon N., Veillette M., Baray J. et al. Quantification of antibiotic resistance genes (ARGs) in clouds at a mountain site (puy de Dôme, central France). Sci Total Environ. 2022; 865:161264

2. Vaitilingom M., Amato P., Sancelme M., Laj P., Leriche M. et al. Contribution of Microbial Activity to Carbon Chemistry in Clouds. Appl Environ Microbiol. 2010; 76(1):23

3. Woo C. Yamamato N., Falling bacterial communities from the atmosphere. Environ Microbiome. 2020; 15:22

4. Nikolić I. Identifikacijs, genetički diverzitet i biološka kontrola Pseudomonas syringae pv. aptata sa područja Srbije. Doktorska disertacija, Biološki fakultet Univerziteta u Beogradu. 2018;

5. Vujić B.B., Milovanović D.B., Ubavin D.M., Analiza koncentracionih nivoa čestičnih materija (PM₁₀ ukupnih suspendovanih čestica i čađi) u Zrenjaninu. Hem. IND. 2010; 64 (5) 453-458