Исследование указывает на механизмы того, почему «зелень» помогает в городской жизни

Новое исследование показывает, что сообщества бактерий в воздухе различаются от одного городского парка к другому, но на парковках они схожи — и отличаются от парковых тонкими, но потенциально важными способами.

На первый взгляд такие выводы кажутся интуитивными. В парках часто разная растительность, а покрытые асфальтом парковки в основном одинаковы — это бесплодный асфальт, подверженный солнечному излучению, а также воздействию тяжелых металлов и топлива от автомобилей.

Важность, по мнению исследователей из Университета Орегона, в том, что это пилотное исследование описывает не только различия в микробных сообществах, но и то, насколько далеко от парка может распространяться его влияние.

Недавние исследования предполагают, что состав бактериальных сообществ может быть важен для здоровья человека — и не так, как можно подумать, говорит Гвинн Мьюрих, аспирант по ландшафтной архитектуре, руководившая новым исследованием, опубликованным онлайн перед печатью в журнале Science of the Total Environment. Есть основания полагать, что здоровый воздух зависит не только от отсутствия плохих вещей, таких как загрязнители, но и от присутствия хороших, например, бактерий, с которыми люди совместно эволюционировали.

В исследовании ученые одновременно собрали шесть проб воздуха за восьмичасовой период в пяти парках и на пяти парковках в Юджине. Места были свободны от высоких деревьев, блокирующих движение воздуха, чтобы ограничить микробные различия из-за циркуляции воздуха — еще одна роль, которую может играть растительность. Идея, по словам Мьюрих, заключалась в том, чтобы сначала выяснить, является ли растительность значительным источником микробов для близлежащих территорий.

Микробные образцы собирали с использованием трех чашек Петри и трех устройств с вакуумным насосом — все размещались на высоте 2 метра над землей на каждом участке. Исследователи собрали 5,8 миллионов последовательностей ДНК, представляющих 16 633 операционные таксономические единицы из 40 уникальных бактериальных типов.

Последующий анализ ДНК показал, что Sphingomonas, обычно встречающаяся в почве и на поверхностях растений, составила четверть собранных бактерий. Также были обильны Hymenobacter, Pedobacter, Agrobacterium и Rhodococcus — все виды, связанные с почвой. Пробы были собраны в сезон сбора урожая в индустрии семян трав к северу от Юджина, когда преобладающие ветры, вероятно, занесли связанные с этим микробы на участки.

Парковки имели тенденцию быть более похожими друг на друга, с преобладанием Acetobacteraceae, в то время как парки имели уникальные бактериальные «отпечатки пальцев», вероятно, отражающие типы растительности в каждом парке и рядом с ним.

Полученные данные свидетельствуют о том, как различия в растительности в городской зоне влияют на сообщества микробов в воздухе в мелких пространственных масштабах, сказал соавтор Барт Джонсон, профессор ландшафтной архитектуры. Исследование прокладывает путь к будущим работам, которые должны помочь в планировании ландшафтного дизайна в городах, где растущее население ведет к более плотной застройке.

Хотя конкретные механизмы того, как связанные с растениями микробы влияют на здоровье человека, и способствуют ли микробы документально подтвержденной пользе городских парков, неизвестны, исследователи предполагают, что «обеспечение городских жителей зелеными пространствами в пределах 400 метров от их домов» повысит вероятность их контакта с «парковым микробиомом».

«Были исследования, сравнивающие здоровье детей, выросших на фермах и в городах, — сказал Джонсон. — Они пришли к выводу, что более низкая частота аллергий у детей с ферм была связана с различным микробным воздействием, но почти не было работ, изучающих, достаточно ли вариаций микробов в мелких пространственных масштабах парка, улицы или квартала, чтобы потенциально повлиять на здоровье детей в городах».

Не менее важно, что исследователи документально подтвердили: простое использование чашек Петри, пассивный метод сбора данных, успешно захватывало образцы микробов из воздуха, сравнимые с более дорогим использованием вакуумного оборудования на участках исследования.

Исследование Мьюрих творчески сочетает методологии из биологии, архитектуры и ландшафтной архитектуры. Оно напоминает картирование вспышек холеры доктором Джоном Сноу в 1850-х годах, которое дало научное понимание того, как болезнь распространяется через водные бактерии, а не «плохие испарения», и совпало с усилиями ландшафтного архитектора Фредерика Ло Олмстеда по включению природы в проекты городских парков для улучшения благополучия людей.

Мьюрих, выросшая на ферме, говорит, что ей всегда было интересно, почему здоровье людей, выросших в сельской и городской местности, отличается. Она и ее соавторы отметили, что, хотя общее здоровье улучшилось с технологическим прогрессом и изменениями в образе жизни, исследователи обнаружили, что отход от контакта с природной средой в детстве связан с проблемами воспалительного ответа в более позднем возрасте, такими как аллергии и астма.