Микроорганизмы:

Микроскопические грибы (плесени)

News image

Плесени — это простейшие растения из семейства грибов. Однако они намного сложнее по структуре, чем бактерии или дрожж...

Пневмококк

News image

Пневмококк (Streptococcus pneumoniae) (син.: Вейксельбаума диплококк, Френкеля диплококк, Diplococcus pneumoniae, Micr...

Основы вирусологии:

Микрофлора почвы

Почва — это смесь частиц органических и неорганических веществ, воды и воздуха. Неорганические частицы почвы — это ...

Саннтарно-бактериологический контроль методом исследования смывов

  Отбор проб и доставка в лабораторию В практике текущего санитарного надзора за объектами общественного питания, торг...

Основные виды простейших, вызывающих заболевания у человека. Кл. Жгутиконосцы

Основное отличие простейших этого класса — наличие на одной из стадий развития жгутика — одного или нескольких. Наибол...

Авторизация





За образование облаков отвечают микробы

за образование облаков отвечают микробы

Американские и французские ученые оценили, какую роль играют живые объекты в образовании кристалликов льда в облаках. Образование таких кристалликов (ядер замерзания) — начальная ступень в сложном процессе выпадения снежных осадков. Выяснилось, что ядрами замерзания становились в основном (на 25-100%) ДНК-содержащие объекты, которые разрушались при нагревании и под действием растворяющих ферментов. Бактериальное сообщество тропосферы еще совершенно не изучено, но полученные результаты говорят о том, что его влиянии на климат нашей планеты явно недооценено.

Какими только существами человек не наделял небеса: сначала там жили боги разных национальностей, вместе с ними там летали влюбленные, включая и «Lucy in the sky», затем небо опустело, отданное на откуп законам физики, химии и самолетам, в какой-то момент за небо взялись биологи. И атмосфера постепенно заселилась микробами.

Примерно 150 лет назад Пастер начал изучать микроорганизмы, летающие в воздухе. С помощью специального приспособления типа велосипедного насоса он брал пробы воздуха высоко в горах и вокруг парижских помоек с тем, чтобы понять, сколько и каких микробов находится в воздушной среде. Ясно, что по числу и разнообразию микробов парижские помойки держали лидерство. После пастеровских экспериментов воздух рассматривался как среда, через которую могут переноситься болезнетворные микробы.

В 80-е годы XX века ученые собрали данные о составе аэрозолей в воздухе. Оказалось, что в атмосфере содержится огромное количество биологических частиц, в том числе и живых клеток: водорослей, бактерий, одноклеточных животных, спор грибов, пыльцы. Эти живые клетки могут перемещаться на колоссальные расстояния, не теряя своей жизнеспособности. Возникло представление об аэропланктоне, который, подобно планктону морскому, существует во взвешенном состоянии в трехмерной среде, пассивно следуя течениям. Считалось, что аэропланктон — это полностью привнесенный элемент атмосферы, местом его рождения являются суша или море, а полет над родными стихиями — случайный (для морских и почвенных микроорганизмов) или эпизодический (для пыльцы и спор) момент жизненного цикла.

Но в начале текущего века было сделано поразительное открытие. Некоторые бактерии, находясь в облаках, продолжают активную жизнедеятельность, синтез белков, деление. Таким образом, аэропланктон приобрел черты самостоятельности, по крайней мере часть его могла использовать атмосферу как постоянное местообитание или как место длительного пребывания. А коль скоро аэропланктон — постоянный компонент атмосферы, то стоило задуматься о той роли, которую он играет в своем окружении и как он его изменяет.

Параллельно с исследованием аэропланктона было показано, что бактерии принципиально могут служить центрами образования кристалликов льда и дождевых капель в облаках. Образование облаков и последующее выпадение осадков начинается с нуклеации , то есть образования первичных капель или кристаллов; затем за счет конденсации и коагуляции капли увеличиваются и выпадают в виде дождя или снега. Ядрами нуклеации могут стать гидрофильные твердые или жидкие частицы размером от нескольких десятых микрометра до нескольких микрометров. А в качестве ядер замерзания, то есть нуклеации льда, выступают частицы того же размера, но их природа и механизм образования первичных кристаллов неизвестны.

Опытным путем установлено, что некоторые бактерии являются превосходными ядрами замерзания, присутствие их в атмосфере ускоряет процесс образования облаков. Активным агентом нуклеации, как выяснилось, работают белки клеточной стенки. Таким образом, присутствие в составе аэропланктона бактерий может ускорить образование облаков. Итак, бактерии оказываются ускорителями образования облаков, но, возможно, всё это любопытные, но экзотические явления, в буквальном смысле не делающие погоды.

Чтобы понять, насколько велик вклад микроорганизмов в процесс образования облаков, ученые задались целью оценить, сколько содержится бактерий в общей массе частиц-нуклеаторов. По одним оценкам, около 25% всех нуклеаторов составляют биологические объекты (содержащие белки), по другим оценкам — около 74%. Количество их не зависит от времени года и широты места. Примерно 20% от общего числа биологических аэрозольных частиц распространены всесветно. Они есть повсюду, даже над Антарктидой.

В новом исследовании показано, что образование ядер замерзания еще теснее связано с присутствием в атмосфере микроорганизмов. Это исследование провели специалисты из Университета штата Луизиана (Батон-Руж, США), Университета штата Монтана (Бозман, США) и Национального исследовательского института агрономии (Монфаве, Франция). Ученые изучили пробы снега, взятые после снегопадов в различных районах мира: в Южной Франции (Альпы и Пиренеи), в США (штат Монтана), в Антарктиде (остров Росса) и на канадской территории Юкон (ледник Витон).

Пробы снега расплавили, выделили все твердые частицы и далее провели изящный эксперимент. Размешали частицы в меньшем объеме воды и, чтобы продемонстрировать пригодность данных частиц в качестве ядер замерзания, заморозили при температуре минус 2–9°C. Потом пробы снова расплавили, часть обработали лизоцимом — ферментом, разрушающим оболочку бактериальных клеток, другую часть нагрели до температуры 95°C. А оставшуюся часть оставили без изменений в качестве контроля.

Оказалось, что нагревание снижает способность образовывать кристаллы льда: кристаллообразование замедлялось на 69–100% (при нагревании инактивировалось 69–100% ядер нуклеации). Из обработанных лизоцимом вновь замерзали только около четверти пробирок. Контрольные образцы не изменили своей способности к повторному замерзанию. Ученые предполагают, что тем активным агентом, который терял рабочую форму при нагревании, был белок клеточных стенок. При этом опыты с лизоцимом показали, что клеточная стенка должна быть еще и неповрежденной, только тогда белки были в состоянии исполнять свою «метеорологическую» функцию.

Удивительно, насколько высокой оказалась доля белков и живых микроорганизмов среди всех частиц, вызывающих кристаллизацию воды, — она составила не менее 69%. А мы при этом даже не знаем, каково постоянное микронаселение облаков и как устроены эти обширнейшие экосистемы. И тем более пока не готовы включить этот внушительный компонент в модели климата планеты.




Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Микроорганизмы и человек:

Человек и микроорганизмы - за кем будущее?

Признавая роль Творца в построении мира, трудно себе представить, чтобы в такой работе ставилась задача создать среди ...

Микробы под ногтями

Каждый человек просто обязан следить за чистотой своих рук, если он уважает себя и окружающих. Ученые американского инст...

16S PHK — удостоверение личности бактерии

Первый этап определения микроорганизмов — их культивирование на питательных средах. Но ряд микробов не желают расти ни...

Иммунитет:

Вакцинация бешенства

Самым выдающимся достижением Пастера стала по­беда над вирусным заболеванием, называемым водобоязнью, или бешенством (...

Специфический и неспецифический иммунитет

Устойчивость организма к различным вирусам, инфекциям во многом зависит от иммунитета. Именно хорошая иммунная защита на...

Результат борьбы

Миллионы лет борьбы между нами и микробами дали нам сложнейшую иммунную систему. Самое главное в защите против вирусов...