Onderzoekers van de Universiteit van Granada (UGR) hebben ontdekt dat sommige micro-organismen, zoals bacteriën, kunnen reizen van het ene continent naar het andere 'verborgen' in atmosferisch stof.

Wetenschappers van de afdeling Edaphologie en Landbouwchemie van de UGR, Faculteit Technische Natuurkunde, en Center for Scientific Instrumentation hebben het raadsel ontcijferd van het intercontinentale transport van micro-organismen via iberulites ('gigantische' atmosferische deeltjes die mogelijk door mensen kunnen worden ingeademd) en atmosferisch stof, met het daaruit voortvloeiende risico op overdracht van ziekten.

Iberulites zijn gigantische polymineralische atmosferische bioaerosolen, meten gemiddeld ongeveer honderd micron (hoewel ze tot 250 µm kunnen bereiken). Ze reizen over continenten, het tarten van de wetten van de zwaartekracht en het transporteren van levende micro-organismen (zich gedragen als een draagraket). Ze werden in 2008 ontdekt door onderzoekers van de afdeling Edaphology and Agricultural Chemistry van de UGR en het Andalusian Institute for Agricultural and Fisheries Research and Training (IFAPA).

NASA maakte de ontdekking in oktober van dat jaar openbaar op haar website. Maar pas nu heeft het multidisciplinaire wetenschappelijke team van de UGR het mechanisme onthuld waarmee bacteriën betrokken zijn bij het ontstaan ​​en de vorming van atmosferische iberulieten.

De onderzoekers analyseerden atmosferische stofafzettingen in de stad Granada, waarvan de samenstelling heterogeen is en voornamelijk uit klei bestaat, kwarts, en carbonaatmineralen en, in mindere mate, ijzeroxide. Naast deze minerale component, in dit stof werd een biologische component gevonden:bacteriën, diatomeeën, planktonische organismen, en zelfs brochosomen (microscopisch kleine korrels uitgescheiden door insecten zoals sprinkhanen). Het stof is afkomstig uit de Sahara-woestijn (noord-noordoost-Afrika) en lokale/regionale bodems. Atmosferische interacties tussen deze twee componenten en wolken produceren de iberulites (polymineralische bioaggregaten), wiens samenstelling nu, Voor de eerste keer, bestudeerd.

Om de iberulieten te karakteriseren en het mysterie van hun bestaan ​​en vorming op te lossen, de onderzoekers analyseerden hun minerale samenstelling, elementaire samenstelling, grootte van atmosferisch stof, en de oorsprong van de luchtmassa voor deze specifieke regio, evenals de atmosferische vormingsmechanismen waarbij bacteriën betrokken zijn.

Ze vonden dat, in brede zin, iberulieten ontstaan ​​in de troposfeer als resultaat van verschillende hydrodynamische processen die interactie mogelijk maken tussen stofkorrels, micro-organismen van dat stof die opstijgen uit de Sahara-bodems (die fungeren als condensatiekernen), en waterdampmoleculen uit wolken. De waterdruppel die in deze condensatiekernen wordt gevormd, klontert stofdeeltjes van verschillende grootte in het binnenste samen met zwevende bacteriën.

Tijdens het traject van de druppel door de lucht, een reeks zwaartekrachten creëren een coherente structuur binnenin, het maken van een wand of buitenbekleding (microlaminaat of kleikorst) terwijl, binnenkant, de minerale deeltjes zijn gerangschikt in een geordend patroon (de kleinste aan de buitenkant en de grootste in het midden van de iberulite).

Gigantische spuitbussen

Tegelijkertijd, door hydrodynamische krachten, er ontstaat een draaikolk aan de noordpool van de steeds complexere waterdruppel, dat is wat deze gigantische spuitbussen hun karakteristieke uiterlijk verleent. Dit is de basisstructuur van de iberulite, waardoor het kan reageren met andere atmosferische componenten, een betrouwbaar spoor achterlatend van de plaatsen waar het is gepasseerd.

Alberto Molinero Garcia, een onderzoeker bij de afdeling Edaphologie en Landbouwchemie aan de UGR en een van de auteurs van deze studie, legt uit:"Bacteriën kunnen overleven in iberulieten omdat deze een voedzaam medium zijn, een microhabitat rijk aan voedingsstoffen, en ze beschermen de bacteriën tegen ultraviolette straling. Dit wordt aangetoond door de bacteriële polymere exsudaten die, eerder als slijmerig slijm, fungeren als een 'lijm' tussen de minerale deeltjes, het voorkomen van hun desaggregatie en het vergroten van hun weerstand tegen fragiliteit in de turbulente verschijnselen van de atmosfeer."

Hierdoor kunnen de iberulieten en micro-organismen grote intercontinentale afstanden afleggen op atmosferische stromingen zoals de Saharan Air Layer (SAL). Bij atmosferisch transport, de iberulite staat in contact met een reactief medium - de atmosfeer - waar interacties plaatsvinden met de van nature aanwezige gassen, zoals stikstof- en zwavelverbindingen.

Een wereldwijd fenomeen

De UGR-onderzoeker wijst erop dat iberulieten niet exclusief zijn voor deze regio van Spanje:ze kunnen over de hele wereld voorkomen, voornamelijk in die gebieden waar stof uit woestijngebieden wordt aangevoerd.

"Ze zijn gevonden in Saoedi-Arabië, Wolgograd (Rusland), en mogelijk in het verre oosten van China, Japan, Korea, en ook in de VS, ", zegt Molinero. De nieuwe aerosolen die in Granada zijn geïdentificeerd, zijn afkomstig uit de Sahara, dat een krachtige uitstoter is van atmosferisch stof (naar schatting zendt de Sahara tussen de 400 en 700 miljoen ton stof per jaar de wereld rond).

Dit stof, samen met de iberulites en de bacteriën opgenomen door de verschillende atmosferische stromingen, kan reiken tot aan de Amazone, de Caraïben, of de Himalaya. Echter, het stof dat de Middellandse Zee binnenkomt, wordt gekenmerkt door een specifiek en bekend atmosferisch traject te hebben gevolgd.

Met behulp van alle gegevens die ze hebben verzameld, de UGR-wetenschappers zullen de inademing modelleren van de microscopisch kleine deeltjes kleiner dan 10 micron (PM10) waaruit iberulieten bestaan, evenals hun penetratie in de luchtwegen en de bestemming van de bacteriën die worden getransporteerd.