Sonntag, 3. Februar 2013

Forscher entdecken Mikroorganismen in oberen Atmosphärenschichten

Washington (dapd). 15 Kilometer über der Erdoberfläche gibt es Leben. In den Luftmassen der mittleren und oberen Atmosphäre haben Forscher zahlreiche Bakterien und einzellige Pilze nachgewiesen. Die Mikroorganismen könnten die Entstehung von Wolken und das Klima beeinflussen, vermuten die Forscher im Wissenschaftsjournal "Proceedings of the National Academy of Sciences" (doi: 10.1073/pnas.1212089110).

Die Erforschung der Mikroorganismen konzentrierte sich bislang auf die Erde und ihre Gewässer. Das Team um Konstantinos Konstantinidis und Athanasios Nenes vom Georgia Institute of Technology in Atlanta dürfte das erste sein, das systematisch die oberen Atmosphärenschichten auf Leben untersucht hat. Vor, nach und während der Hurrikane Earl und Karl im Jahr 2010 nahmen die Forscher Luftproben in Höhen zwischen 8 und 15 Kilometern. Einige der Proben hatten ihren Ursprung über dem Festland, andere über der Karibik oder dem Atlantik. Außerdem stammten einige Proben aus wolkiger, andere aus wolkenfreier Luft. Genommen wurden die Proben mittels des zum fliegenden Labor umgebauten Düsenflugzeugs DC-8 der NASA.

Bei etwa einem Fünftel aller in der Luft gefundenen Partikel zwischen 0,25 und einem Mikrometer Durchmesser handelte es sich um Bakterien. Etwa um den Faktor zehn geringer war die Zahl der entdeckten einzelligen Pilze. 17 der entdeckten Bakterienarten konnten die Forscher in allen Proben nachweisen. Die Bestimmung der Arten erfolgte auf genetischem Weg. Zunächst vermehrten die Forscher die in den Proben enthaltene DNA mittels der sogenannten Polymeraskettenreaktion (PCR). Mit der sogenannten Pyrosequenzierung bestimmten die Forscher die darin enthaltene Erbinformation und wiesen diese anhand von Datenbanken den entsprechenden Mikroorganismen zu.

"Wir haben nicht erwartet, so viele Mikroorganismen in der Troposphäre zu finden", erklärte Konstantinidis. Die Troposphäre sei eine schwierige Umgebung für Leben. "Es scheint dort eine rechte Vielfalt von Arten zu geben, aber nicht alle Bakterien schaffen es bis in die oberste Troposphäre", erläutert der Umweltingenieur.

Die Forscher vermuten, dass die Mikroorganismen auf demselben Weg in die Atmosphäre gelangen wie Staub oder Meersalz. "Wenn Sprühnebel entsteht, kann er Bakterien mit sich tragen, da es eine Menge Bakterien und organische Substanzen an der Oberfläche der Meere gibt", beschreibt Nenes. Ob die gefundenen Bakterien allerdings in der obersten Troposphäre noch Stoffwechsel betreiben, bleibt unklar und soll Inhalt weiterer Forschung sein. "Ich wäre nicht überrascht, wenn es aktives Leben und Wachstum in den Wolken gibt, aber das ist etwas, das wir nicht mit Sicherheit sagen können", urteilt Konstantinidis.

Die Mikroorganismen könnten einen bislang nicht erkannten Einfluss auf die Wolkenbildung haben, indem sie als Ausgangspunkt der Bildung von Eiskristallen dienen, vermutet Nenes. In Abwesenheit von Staub und anderen Stoffen würde bereits eine kleine Zahl der Mikroorganismen die Entstehung von Eis erleichtern. Das beeinflusse den globalen Wasserkreis und das Klima, schreiben die Autoren. Denkbar sei zudem, dass die Bakterien in den oberen Atmosphärenschichten eine Rolle bei der Ausbreitung von Krankheiten spielen, indem sie Infektionen an weit entfernte Orte tragen.

dapd

 


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