L’aeroplàncton bacterià de la troposfera superior

Ecologia microbiana: Si quelcom ens ha ensenyat repetidament l’ecologia microbiana en les darreres dècades és la ubicuïtat de les formes de vida microbianes en qualsevol ambient amb una mínima biodisponibilitat d’aigua líquida. Així doncs, no ens ha d’estranyar pas que es pugui parlar d’una microbiota de l’alta troposfera, és a dir dels microorganismes residents entre 8 i 15 km d’alçada per damunt del nivell de la mar. La visió clàssica d’aquest aeroplàncton era la d’un ensems de microorganismes empesos pels corrents d’aire i que, relativament inerts, únicament podien esperar salvament si retornaven a les superfícies continentals o oceàniques. I, encara que és cert, que per a molts microorganismes l’atmosfera és senzillament una forma de propagació entre hàbitats més acollidors, part de l’aeroplàncton és format per microorganismes adaptats a aquest medi i que s’hi reprodueixen òptimament. Ignorem moltes coses encara sobre aquest microbioma i quina participació té en la meteorologia, la qual cosa explica l’interès amb el qual ha estat rebut una recerca feta per l’Institut de Tecnologia de Geòrgia, coordinada per Athanasios Nenes i Konstantinos T. Konstantinidis, i que tot just ahir era publicada anticipadament a la pàgina web del PNAS.

Una recerca multidisciplinar

Athanasios Nenes ocupa posicions en l’Escola de Ciències de la Terra i de l’Atmosfera i en l’Escola d’Engineria Química i Biomolecular de l’Institut de Tecnologia de Geòrgia, a Atlanta. En la mateixa institució, Konstantinos T. Konstantinidis és membre de l’Escola de Biologia i de l’Escola d’Engineria Civil i Ambiental. Nenes i Konstantinidis dissenyaren la present recerca orientada a la descripció de la composició i estructura del microbioma de la troposfera superior i als seus efectes en tempestes tropicals i altres fenòmens atmosfèrics. En la recerca, a banda d’aquests dos autors, participaren Natasha DeLeon-Rodríguez (de l’Escola de Biologia), Terry L. Lathem (de l’Escola de Ciències de la Terra i de l’Atmosfera), Luis M. Rodriguez-R (de l’Escola de Biologia) i James M. Barazesh (de l’Escola d’Enginyeria Civil i Ambiental). A més, Bruce E. Anderson, Andreas J. Beyersdorf i Luke D. Ziemba (tots tres de la Branca de Química i Dinàmica del Centre de Recerca de la NASA de Hampton, Virgínia) forniren eines analítiques, com també ho va fer Michael Bergin (de l’Escola de Ciències de la Terra i de l’Atmosfera). L’anàlisi de les dades fou a càrrec de DeLeon, Lathem, Rodriguez i Ziemba. La redacció final la feren DeLeon, Nenes i Konstantinidis. Tramès al PNAS el 15 de juliol del 2012, l’article fou editat per W. Foord Doolittle, que n’aprovà la versió definitiva el 19 de desembre.

Mostres de la troposfera mitjana i superior, preses a la Mar Carib

La troposfera és la part de l’atmosfera en contacte directe amb la superfície continental i oceànica. Es caracteritza per un règim de temperatures que decreix amb l’alçada. En les regions tropicals assoleix una alçada de fins a 20 km, mentre que en les regions polars es limita a uns 7 km. La majoria de mostres d’aeroplàncton que s’han estudiat s’han recollit relativament a prop de la superfície terrestre, on la presència de microorganismes arrossegats (no-residents) és més quantiosa. Per això DeLeon et al. han partit de mostres obtingudes en la troposfera mitjana i superior, a alçades compreses entre 8 i 15 km per damunt de la superfície oceànica. Concretament, són mostres obtingudes per la NASA en la campanya del 2010 per damunt de la Mar del Carib. Una tongada de les mostres es va prendre abans, durant i després de l’huracà Earl (25 d’agost-4 de setembre), mentre la segona tongada es va prendre abans, durant i després de l’huracà Karl (14-18 de setembre).

L’huracà Earl, l’1 de setembre del 2010, prop de les Bahames

El comptatge de cèl•lules bacterianes

Per estimar quantitativament la presència de bacteris en aquestes mostres aèries s’empraren tècniques de microscopia (amb colorants nucleòfils que permeten de comptar individualment cèl•lules bacterianes potencialment viables) i genètiques (Q-PCR, que estima la quantitat d’ADN bacterià present a la mostra). De fet, de mitjana, el 20% de les partícules de 0,25-1 micròmetre de diàmetre són cèl•lules bacterianes viables. També hi ha presència de cèl•lules fúngiques, si bé per cada cèl•lula de fong hi hauria de l’ordre de 10 de bacteris. En tot cas, els autors remarquen que aquests comptatges mostren que el microbioma bacterià és “una fracció important i subestimada d’aerosols atmosfèrics de mides micromètriques”.

Els bacteris i els huracans

Pel que fa a la composició taxonòmica de les comunitats microbianes atmosfèriques, el pas de l’huracà provoca un notable enriquiment. Els huracans incorporen als aerosols atmosfèrics noves cèl•lules bacterianes.

Les diferències en composició abans, durant i després de l’huracà mostren també l’existència d’uns tàxons bacterians més estables, presents en les diferents condicions meteorològiques. Els autors enumeren un total de 17 tàxons bacterians. Una part notable d’aquests “residents permanents” empra com a font de carboni compostos d’1 a 4 àtoms de carboni (CO2, CH4, CO, compostos orgànics volàtils de 2-4 àtoms de carboni). De fet, la relativa pobresa de fonts de C és una de les limitacions per a sobreviure activament en l’atmosfera. En tot cas, aquests 17 tàxons aerobacterians també presenten altres trets que els permeten de sobreviure en l’alta troposfera.

L’impacte meteorològic

Que el 20% dels aerosols micromètrics consisteixi en cèl•lules viables metabòlicament actives segurament té un impacte en la formació de núvols i, en conseqüència, en el cicle de l’aigua i en el clima de la Terra. Les fluctuacions en la quantitat i tipologia de bacteris en l’aeroplàncton participen en la regulació climatològica. Alhora, els factors meteorològics poden enriquir o empobrir aquesta microbiota.

Aquesta entrada ha esta publicada en 3. La Vida. Afegeix a les adreces d'interès l'enllaç permanent.

Deixa un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà. Els camps necessaris estan marcats amb *

Aquest lloc utilitza Akismet per reduir el correu brossa. Aprendre com la informació del vostre comentari és processada