物理科技生物学-PHYICA

细菌可以通过大气尘埃颗粒从田中くれは一个大陆传播到另一个大陆

地球 2022-06-11 00:00:10

格拉纳达大学 图1

大气中细菌参与的纤丝体形成顺序(左)和电子显微镜下出现的纤丝体(右)

学分:大气研究 格拉纳达大学(UGR)的研究人员发现,一些微生物,如细菌,可以从一个大陆传播到另一个“隐藏”在大气尘埃中的大陆

来自UGR地球物理学和农业化学系、应用物理系和科学仪器中心的科学家已经破解了微生物通过纤维石(人类可能吸入的巨大大气颗粒物)和大气尘埃在大陆间传播的谜团,以及由此带来的疾病传播风险

纤维石是巨大的多矿物大气生物气溶胶,平均尺寸约为100微米(尽管它们可以达到250米)

它们穿越各大洲,挑战重力定律,运输活的微生物(相当像运载火箭)

它们是在2008年由UGR大学土壤物理学和农业化学系以及安达卢西亚农业和渔业研究与培训学院的研究人员发现的

同年10月,美国宇航局在其网站上公布了这一发现

但是直到现在,UGR的多学科科学小组才揭示了细菌参与大气纤毛虫发生和形成的机制

研究人员分析了在格拉纳达市发现的大气灰尘沉积物,其成分是不均匀的,主要由粘土、石英和碳酸盐矿物组成,其次是氧化铁

除了这种矿物成分外,在这种灰尘中还发现了一种生物成分:细菌、硅藻、浮游生物,甚至是细粒体(由昆虫如蚱蜢分泌的微小颗粒)

灰尘来自撒哈拉沙漠(非洲东北部)和当地/区域土壤

这两种成分与云层之间的大气相互作用产生了纤维质岩(多矿物生物聚集体),其组成现在首次得到了研究

为了确定纤维质岩的特征并解开其存在和形成的谜团,研究人员分析了它们的矿物成分、元素成分、大气尘埃的大小、该特定区域的气团来源,以及涉及细菌的大气形成机制

他们发现,从广义上讲,纤维质岩起源于对流层,是各种流体动力学过程的结果,这些过程使尘粒、来自撒哈拉土壤的尘粒微生物(作为凝结核)和来自云的水蒸气分子之间发生相互作用

在这些凝结核中形成的水滴将内部不同大小的尘粒与悬浮的细菌聚集在一起

在液滴穿过空气的轨迹中,一系列的重力在内部形成一个连贯的结构,产生一个壁或外部覆盖物(微叠层或粘土皮),而在内部,矿物颗粒以有序的模式排列(最小的在外部,最大的在纤维石的中心)

巨大的气溶胶 与此同时,由于水动力的作用,越来越复杂的水滴的北极产生了一个漩涡,这就是这些巨大的气溶胶的特征

这是伊比利亚石的基本结构,它能与其他大气成分发生反应,留下它经过的地方的可靠痕迹

阿尔韦托·莫里内罗·加西亚是UGR大学土壤物理学和农业化学系的研究员,也是这项研究的作者之一,他解释说:“细菌可以在纤维石中生存,因为纤维石提供了一种营养培养基,一种富含营养物质的微生境,它们保护细菌免受紫外线辐射

这一点可以从细菌聚合分泌物中得到证明,这种分泌物就像粘液一样,在矿物颗粒之间起到“胶水”的作用,防止它们分解,并增加它们在大气湍流现象中的抗脆性

" 这使得纤维生物和微生物能够在像撒哈拉空气层这样的大气流中穿越很远的大陆间距离

在大气传输中,纤维石与反应介质——大气——接触,在那里与自然存在的气体发生相互作用,例如氮和硫化合物

一个世界性的现象 UGR的研究人员指出,伊比利亚人并不局限于西班牙的这个地区:他们可能存在于世界各地,主要是那些灰尘从沙漠地区带入的地区

“他们在沙特阿拉伯、伏尔加格勒(俄罗斯)被发现,可能在中国的远东地区、日本、韩国,也可能在美国被发现

S

莫利内罗说

在格拉纳达发现的新气溶胶来自撒哈拉,撒哈拉是一个强大的大气灰尘排放源(据估计,撒哈拉每年向世界各地排放4亿吨至7亿吨灰尘)

这些灰尘,连同由不同的大气流所结合的纤维菌和细菌,可以到达亚马逊、加勒比海或喜马拉雅山

然而,进入地中海的尘埃的特点是遵循了一个众所周知的特定大气轨迹

利用他们收集的所有数据,UGR的科学家们将模拟吸入由纤维粒组成的小于10微米(PM10)的微小颗粒,以及它们进入呼吸道和细菌传播的目的地

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