Από τις πυρκαγιές και τις καταιγίδες σκόνης, τα ωκεάνια κύματα και τους τυφώνες, ένα τρισεκατομμύριο τρισεκατομμύρια βακτηριακά κύτταρα εκπέμπονται στον αέρα κάθε χρόνο – με μάζα που ξεπερνά συνολικά τους 100.000 τόνους. Παράλληλα, σχεδόν ο ίδιος αριθμός σπορίων και μυκήτων απελευθερώνεται – οι οποίοι ζυγίζουν άλλους 50 εκατομμύρια τόνους. Ό,τι, όμως, ανεβαίνει – αργά ή γρήγορα – κατεβαίνει.

Το μικροβίωμα του αέρα (aerobiome) είναι ένα ιδιόμορφο βασίλειο: ένα οικοσύστημα «επισκεπτών». Ένας ψύλλος, για παράδειγμα, μπορεί να πηδήξει στον αέρα για ένα δευτερόλεπτο, τα διάτομα (μονοκύτταροι ευκαρυωτικοί οργανισμοί) μπορεί να μεταφέρονται από τον άνεμο για μέρες πριν πέσουν στον ωκεανό και μια μαυροσταχτάρα, ένα εντομοφάγο πτηνό, ενδεχομένως να πετά για δέκα μήνες πριν καταλήξει κάπου για να φτιάξει τη φωλιά της.

Αλλά αργά ή γρήγορα, όλα επιστρέφουν στη Γη. Σύμφωνα μάλιστα με μια εκτίμηση, ένα μόνο τετραγωνικό μέτρο εδάφους κατακλύζεται από 100 εκατομμύρια βακτήρια κατά τη διάρκεια μιας μόνο ώρας βροχόπτωσης.

Αν και το μικροβίωμα του αέρα είναι συνεχώς εναλλασσόμενο – και άρα παροδικό – οι επιστήμονες το αναγνωρίζουν πλέον ως μια ξεχωριστή ζώνη ζωής, η οποία ακολουθεί τους δικούς της οικολογικούς κανόνες και ασκεί ισχυρή επιρροή στον πλανήτη μας.

Στην κορυφή του Puy de Dôme

Ένα από τα καλύτερα μέρη για να εκτιμήσει κανείς την ομορφιά του είναι, σύμφωνα με το Smithsonian Magazine, ένα βουνό στη Γαλλία που ονομάζεται Puy de Dôme. Από το 2003, ένας επιστήμονας ονόματι Pierre Amato και οι συνεργάτες του ανεβαίνουν τακτικά στην κορυφή του για να μελετήσουν τη ζωή που αιωρείται στον αέρα.

Ως μεταπτυχιακός φοιτητής στο κοντινό Πανεπιστήμιο του Clermont Auvergne, ο Amato επισκεπτόταν το βουνό όταν τα σύννεφα έκρυβαν την κορυφή του και άρχισε να αναλύει τα σταγονίδια, ανακαλύπτοντας ότι περιείχαν μικρόβια.

Αφού ολοκλήρωσε το πτυχίο του, έγινε μόνιμος στο πανεπιστήμιο και άρχισε να φέρνει δικούς του φοιτητές στην κορυφή του βουνού. Με την πάροδο των ετών, έμαθε πώς να εντοπίζει τις πρωτεΐνες που έφτιαχνε κάθε κύτταρο στον αέρα, αλλά και να ανακαλύπτει την αλληλουχία στο DNA των οργανισμών και να προσδιορίζει σε ποιο είδος ανήκαν.

Έτσι, κάποια στιγμή, ο Amato απέδειξε πως τα σύννεφα είναι ζωντανά. Κάθε κουταλάκι του γλυκού «ομίχλης» που αιωρείται πάνω από το Puy de Dôme περιέχει αρκετές χιλιάδες μικρόβια. Παρόλο που πολλά από αυτά είναι νεκρά αερομεταφερόμενα «φλούδια», μερικά είναι ακόμα ζωντανά.

Αυτό σημαίνει πως φτιάχνουν νέες πρωτεΐνες και καταστρέφουν τις παλιές, αναπτύσσονται μέσα στα σύννεφα και ακόμη χωρίζονται στα δύο. Το DNA τους έχει αποκαλύψει ότι ορισμένα ανήκουν σε γνωστά είδη, αλλά πολλά είναι νέα για την επιστήμη.

Ένα σύννεφο, χιλιάδες είδη

Ο Amato και άλλοι επιστήμονες που μελετούν τα σύννεφα υποψιάζονται ότι μπορεί να είναι ιδιαίτερα καλά μέρη για την επιβίωση των βακτηρίων – τουλάχιστον για ορισμένα είδη. Επιτυχημένα θεωρούνται αυτά που μπορούν να ευδοκιμήσουν με την τροφή στην ατμόσφαιρα.

Κάθε οργανισμός στη Γη πρέπει να παράγει το ίδιο είδος καυσίμου: ένα μόριο που ονομάζεται τριφωσφορική αδενοσίνη – ή εν συντομία ΑΤΡ. Καθώς οι οργανισμοί ανεβαίνουν χιλιάδες πόδια, καταναλώνουν το καύσιμο που παρήγαγαν πριν από την πτήση, όταν κάθονταν ευτυχισμένοι πάνω σε μια πευκοβελόνα ή βυθισμένοι σε έναν βάλτο.

Όμως, ο Amato διαπίστωσε ότι τα βακτήρια στα σύννεφα έχουν ένα υγιές απόθεμα ΑΤΡ – το οποίο πρέπει να παράγουν καθώς αιωρούνται. Τα σταγονίδια των νεφών περιέχουν πολλά διαφορετικά μόρια και ορισμένα μικρόβια είναι σε θέση να τα χρησιμοποιούν για να αναπτυχθούν.

Με άλλα λόγια, τα βακτήρια «τρώνε» τα σύννεφα. Σε παγκόσμιο επίπεδο, σύμφωνα με μια εκτίμηση, τα μικρόβια των νεφών διασπούν ένα εκατομμύριο τόνους οργανικού άνθρακα κάθε χρόνο. Ευρήματα όπως αυτά υποδηλώνουν ότι το μικροβίωμα του αέρα είναι μια υπολογίσιμη δύναμη, η οποία ασκεί ισχυρή επιρροή στη χημεία της ατμόσφαιρας αφού μεταβάλλει ακόμη και τον καιρό.

Βροχή και χιόνι

Καθώς σχηματίζεται ένα σύννεφο, δημιουργεί ρεύματα που ανεβάζουν τον φορτωμένο με νερό αέρα σε μεγάλα υψόμετρα, τα οποία είναι αρκετά ψυχρά ώστε να μετατρέψουν το νερό σε πάγο, ο οποίος στη συνέχεια πέφτει ξανά προς τα κάτω.

Εάν ο αέρας κοντά στο έδαφος είναι ψυχρός, μπορεί να προσγειωθεί ως χιόνι. Αν είναι θερμός, μετατρέπεται σε βροχή. Αλλά μπορεί να είναι εκπληκτικά δύσκολο να σχηματιστεί πάγος σε ένα ψυχρό σύννεφο.

Ακόμη και σε θερμοκρασίες πολύ κάτω από το σημείο πήξης, τα μόρια του νερού μπορούν να παραμείνουν υγρά – αρκεί μόνο ένας σπόρος ακαθαρσίας για να κάνει τη διαφορά: καθώς τα μόρια του νερού προσκολλώνται στην επιφάνειά του και συνδέονται μεταξύ τους, στη συνέχεια, άλλα μόρια νερού κλειδώνουν πάνω τους και συναρμολογούνται σε μια κρυσταλλική δομή.

Οι επιστήμονες έχουν διαπιστώσει ότι οι μύκητες, τα φύκια, η γύρη, οι λειχήνες, τα έντομα, τα βακτήρια και οι ιοί είναι ιδιαίτερα καλοί στο να ενθαρρύνουν το νερό να παγώσει. Η ζωή που επιπλέει στα σύννεφα δημιουργεί μεγάλο μέρος της βροχής και του χιονιού που πέφτει πίσω στη Γη.

Είναι πιθανό τα σύννεφα και η ζωή να συνδέονται με έναν στενό κύκλο. Αποδεικνύεται ότι ένας από τους καλύτερους παραγωγούς βροχής είναι ένας τύπος βακτηρίου που ονομάζεται pseudomonas.

Οι επιστήμονες δεν είναι σίγουροι γιατί τα συγκεκριμένα βακτήρια είναι τόσο καλά στο να σχηματίζουν πάγο στα σύννεφα, αλλά θα μπορούσε να έχει να κάνει με τον τρόπο που αναπτύσσονται στα φύλλα: όταν η κρύα βροχή πέφτει σε ένα φύλλο, τα pseudomonas μπορεί να βοηθήσουν το νερό να μετατραπεί σε πάγο – ενώ καθώς ο πάγος ανοίγει τα φύλλα, τα βακτήρια μπορούν να φάνε τα θρεπτικά συστατικά στο εσωτερικό τους.

Ζωή σε άλλους πλανήτες

Η έρευνα σχετικά με τη ζωή στα σύννεφα εγείρει επίσης την πιθανότητα να υπάρχουν εναέριοι οργανισμοί και σε άλλους πλανήτες – ακόμη και σε αυτούς που φαίνονται τα χειρότερα μέρη για να επιβιώσει η ζωή.

Η Αφροδίτη, για παράδειγμα, έχει επιφανειακή θερμοκρασία αρκετά υψηλή ώστε να λιώνει ο μόλυβδος. Αλλά τα σύννεφα που σκεπάζουν την Αφροδίτη είναι πολύ πιο δροσερά, και σε υψόμετρο 30 μιλίων, έχουν την ίδια θερμοκρασία και πίεση με τα σύννεφα στη Γη.

Η Sara Seager, αστροβιολόγος στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης, υποθέτει ότι η ζωή μπορεί να υπήρχε στην επιφάνεια της Αφροδίτης στις αρχές της ιστορίας της, όταν ήταν πιο δροσερή και πιο υγρή.

Καθώς ο πλανήτης θερμαινόταν, ορισμένα μικρόβια βρήκαν καταφύγιο στα σύννεφα. Αντί να βυθιστούν πίσω στην επιφάνεια, μπορεί να ανεβοκατέβαιναν στην ατμόσφαιρα, ταξιδεύοντας με τα ρεύματα για εκατομμύρια χρόνια.

Ταξίδια στη στρατόσφαιρα

Πάνω από τα σύννεφα της Γης, το μικροβίωμα του αέρα παραμένει μυστήριο: το 1935, Αμερικανοί εξερευνητές οδήγησαν στη στρατόσφαιρα ένα αερόστατο που ονομαζόταν Explorer II και εντόπισαν βακτήρια και σπόρια μυκήτων 12 μίλια πάνω από την επιφάνεια της Γης.

Στις δεκαετίες που ακολούθησαν, μερικές ομάδες επιστημόνων έψαξαν σε ακόμη μεγαλύτερα ύψη. Το 1974, σοβιετικοί επιστήμονες εκτόξευσαν πυραύλους από τις στέπες του Καζακστάν στην ανώτερη ατμόσφαιρα. Οι πύραυλοι απελευθέρωσαν αποστειρωμένες παγίδες μικροβίων, οι οποίες έπεσαν με αλεξίπτωτο στη Γη και στο εσωτερικό τους οι επιστήμονες βρήκαν βακτήρια και μύκητες.

Ένας από τους τέσσερις πυραύλους βρήκε ζωή στα 48 μίλια – τρεις φορές ψηλότερα από το ρεκόρ που είχε φτάσει το μπαλόνι μεγάλου υψομέτρου Explorer II το 1935.

Παρόλο που αεροβιολόγοι σήμερα είναι επιφυλακτικοί ως προς την υιοθέτηση αυτού του ρεκόρ, μελέτες έχουν επιβεβαιώσει πως η στρατόσφαιρα είναι ζωντανή. Με την πάροδο των ετών, η NASA έχει εκτοξεύσει έναν αριθμό μπαλονιών που έχουν βρει ζωή σε ύψος έως και 25 μιλίων – κάτι που είναι εξαιρετικά εντυπωσιακό.

Όπως και να κατάφεραν να φτάσουν τα μικρόβια στη στρατόσφαιρα, καταλήγουν σε ένα περιβάλλον που μπορεί να είναι «ανελέητο»: τα αέρια γίνονται αχνά και το νερό πρακτικά ανύπαρκτο.

Στη στρατόσφαιρα, τα μικρόβια μπορούν να καταστραφούν από το υπεριώδες φως, ταχέως κινούμενα υποατομικά σωματίδια που εκτοξεύονται από τον ήλιο και κοσμικές ακτίνες που εισέρχονται από άλλα μέρη του γαλαξία.

Οι συγκρούσεις μπορούν να καταστρέψουν τα γονίδια και τις πρωτεΐνες. Είναι πιθανό τα μικρόβια που καταφέρνουν να φτάσουν στη στρατόσφαιρα να είναι εξοπλισμένα με πρωτεΐνες που επιδιορθώνουν τις βλάβες της ακτινοβολίας.

Μπορεί επίσης να επιβιώνουν κρυμμένα στη σκιερή πλευρά των κόκκων σκόνης ή μπορεί στη συνέχεια να επιστρέφουν στη Γη, στη στεριά ή τη θάλασσα, για να συνεχίσουν να πολλαπλασιάζονται και να δημιουργούν περισσότερη ζωή που ίσως έχει την ευκαιρία να ανέβει ξανά στον αέρα.

Όποιο κι αν είναι το μυστικό τους, αυτά τα ταξίδια στη στρατόσφαιρα σηματοδοτούν τα εξωτερικά όρια του μικροβιώματος του αέρα – και συνεπώς της ζωής όπως την ξέρουμε.

Tags