Ribuan spesies mikroorganisme bergerak dari Asia melintasi Samudra Pasifik dan mendarat di Amerika Utara.
Sejumlah mikroorganisme yang mengejutkan - 99 persen lebih banyak daripada yang dilaporkan dalam temuan yang diterbitkan hanya empat bulan lalu - melompati celah terbesar di planet ini. Menumpang wahana di troposfer atas, mereka menempuh perjalanan dari Asia melintasi Samudra Pasifik dan mendarat di Amerika Utara.
Untuk pertama kalinya para peneliti telah mampu mengumpulkan cukup biomassa dalam bentuk DNA untuk menerapkan metode molekuler pada sampel dari dua bulu debu besar yang berasal dari Asia pada musim semi 2011. Para ilmuwan mendeteksi lebih dari 2.100 spesies unik dibandingkan dengan hanya 18 yang ditemukan. dalam bulu yang sama menggunakan metode budidaya tradisional, hasil yang mereka publikasikan pada bulan Juli.
Pemindaian mikroskop elektron mengungkapkan spora bakteri berbentuk kismis di atas sebutir debu yang merambat dari Asia tinggi di troposfer ke Pantai Barat dan dideteksi oleh sebuah observatorium di Oregon tengah. Kredit Gambar: NASA Kennedy Space Center
"Transportasi jarak jauh dan tingkat kekayaan spesies yang mengejutkan di atmosfer atas membalikkan paradigma tradisional dalam aerobiologi," kata David J.Smith, yang baru-baru ini meraih gelar doktor di University of Washington di bidang biologi dan astrobiologi. Dia adalah penulis utama makalah dalam edisi terbaru jurnal Applied and Environmental Microbiology.
“Ini dunia kecil. Sirkulasi angin global dapat memindahkan jenis kehidupan terkecil di Bumi ke mana saja, ”kata Smith.
Diperkirakan sekitar 7,1 juta ton (64 teragram) aerosol - debu, polutan dan partikel atmosfer lainnya, termasuk mikroorganisme - melintasi Pasifik setiap tahun. Aerosol dibawa oleh angin badai ke bagian atas troposfer. Troposfer, lapisan udara yang paling dekat dengan bumi hingga sekitar 18 kilometer, adalah tempat hampir semua cuaca kita terjadi.
Rekan penulis Daniel Jaffe, profesor di UW Bothell, sebelumnya telah mendokumentasikan gumpalan aerosol besar di troposfer yang membuat perjalanan trans-Pasifik dalam tujuh hingga 10 hari. Temuan baru-baru ini didasarkan pada dua bulu seperti itu, satu pada bulan April dan yang lainnya pada Mei 2011, terdeteksi di Mount Bachelor di Cascade Mountains di Oregon tengah.
Gumpalan debu, satu di bulan April dan yang lain di bulan Mei 2011, berasal dari Asia dan melakukan perjalanan ke barat - tinggi di troposfer - melintasi Samudra Pasifik ke pantai Barat tempat mereka dideteksi oleh sebuah observatorium di Oregon tengah. Para ilmuwan menggunakan model untuk menentukan lintasan belakang. Kredit Gambar: U of Washington
Sebagian besar mikroorganisme - sekitar setengahnya adalah bakteri dan setengah lainnya dari jamur - berasal dari tanah dan mati pada saat kedatangan atau tidak berbahaya bagi manusia. Beberapa spesies jamur sebelumnya telah dikaitkan dengan layu tanaman tetapi para ilmuwan tidak memiliki cara untuk menentukan apakah ada tanaman yang terpengaruh selama kedua peristiwa bulu-bulu itu.
Sebagian besar spesies di bulu dapat ditemukan di tingkat rendah, latar belakang di Pantai Barat. Akan tetapi, bulu-bulu itu membawa peningkatan level organisme seperti itu yang membuat para ilmuwan mengatakan bahwa mungkin berguna untuk memikirkan mikroorganisme sebagai polusi udara: mikroorganisme yang tidak diperhatikan pada tingkat latar belakang mungkin lebih relevan dalam dosis terkonsentrasi.
“Saya sangat terkejut dengan konsentrasi. Orang mungkin berharap konsentrasi sel berkurang dengan ketinggian berdasarkan kejatuhan dan pengenceran, ”kata Smith. "Tetapi selama peristiwa membanggakan ini, atmosfer menyatukan sel-sel ini seperti halnya dengan jenis polusi udara lainnya."
Menariknya, kata Smith, dua dari tiga famili bakteri paling umum dalam bulu dikenal karena kemampuan mereka untuk membentuk spora dengan cara yang dapat mereka hibernasi dengan aman selama kondisi yang keras, membuat mereka secara khusus beradaptasi dengan baik pada transportasi ketinggian tinggi.
"Saya pikir kita sudah dekat dengan menyebut atmosfer sebagai ekosistem," kata Smith. “Sampai baru-baru ini, kebanyakan orang akan menyebutnya sebagai ban berjalan, atau tempat sementara di mana kehidupan bergerak. Tetapi penemuan begitu banyak sel yang berpotensi mampu beradaptasi dengan perjalanan jarak jauh di ketinggian tinggi menantang klasifikasi lama. ”
Sel juga dapat berinteraksi dengan lingkungannya yang tinggi, misalnya, menjadi inti dari tetesan hujan dan serpihan salju dan memengaruhi jumlah curah hujan yang turun. Ilmuwan lain memperkirakan bahwa 30 persen curah hujan global berasal dari mikroba.
Di sisi lain, para ilmuwan belum melihat bukti metabolisme atau pertumbuhan mikroorganisme ketika sedang tinggi-tinggi dan ada waktu terbatas yang dapat dihuni oleh organisme mana pun di sana.
Pengambilan sampel troposfer atas untuk mikroorganisme di masa lalu merupakan upaya yang sangat sulit menggunakan pesawat terbang dan balon, kata Smith
"Karena sangat sulit untuk mendapatkan sampel, saya berpendapat ini mungkin lingkungan biologis terakhir di planet ini yang dieksplorasi," katanya.
Gunung Sarjana, seperti banyak gunung lainnya di Cascades, memiliki puncak yang cukup tinggi untuk menembus troposfer atas. Tidak seperti gunung lainnya di Cascades, bagaimanapun, puncak Gunung Sarjana adalah tempat yang jauh lebih mudah diakses untuk sebuah observatorium karena ada area ski di sana. Ada tenaga dan peralatan serta personel yang dibawa ke observatorium bukanlah tugas besar, Anda hanya perlu naik ski.
Melalui Universitas Washington