Могут ли микроорганизмы процветать в атмосфере Земли или они там лишь выживают?

Атмосфера Земли переносит мельчайшие формы клеточной жизни: споры грибов, пыльцу, бактерии и вирусы. В своих путешествиях эти микроорганизмы сталкиваются с экстремальными условиями: низкими температурами, УФ-излучением и отсутствием доступных питательных веществ.

Предыдущие исследования показали, что некоторые микроорганизмы способны выдерживать эти суровые условия и могут находиться в состоянии покоя до попадания в более благоприятную среду. Но может ли сама атмосфера быть местом активной микробной системы, где обитают растущие, адаптированные и резидентные микроорганизмы?

Изучение этих парящих форм жизни называется аэробиологией, но прогресс в этой области затруднён: не существует стандартизированного метода отбора проб аэромикробиома, образцы микробов часто загрязняются, а воспроизвести атмосферные условия в лаборатории сложно.

В статье, опубликованной в Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, Элой Мартинес-Раберт и коллеги предполагают, что компьютерное моделирование и теоретические подходы могут помочь лучше понять аэромикробиом. Используя известные данные о метаболизме и биоэнергетике микробной жизни (особенно в суровых условиях), а также о химии и физике атмосферы, специализированные моделирующие системы могут дать представление об аэромикробиоме.

Исследователи предлагают, что такой подход «снизу вверх» позволит проверить, как изменение отдельных элементов земной атмосферы повлияет на распространение содержащейся в ней микробной жизни. Например, где микробам лучше — в «свободноживущем» состоянии в атмосферных газах, внутри капель или прикреплёнными к твёрдым частицам? Какие источники энергии доступны этим микроорганизмам? Как кислотность атмосферных аэрозолей влияет на способность атмосферных микроорганизмов к процветанию?

Группа учёных предполагает, что теоретическое моделирование в сочетании с данными измерений, экспериментов и наблюдений может помочь оценить способность нашей атмосферы поддерживать микробную биосферу и даже больше узнать о том, как микроорганизмы влияют на химический состав атмосферы. Эта работа также может в будущем помочь в моделировании того, как жизнь может существовать в атмосферах других планет.