Sahra tozu çöl bakterilerini Atlantik üzerinden Amazon yağmur ormanlarına taşıyor

Mikroskop altında bakıldığında Amazon yağmur ormanlarının üzerindeki havanın aktiviteyle dolu olduğu görülüyor. Polen, mantar sporları, minik bitki parçacıkları ve bakterilerle doludur. Normalde bu biyoaerosol topluluğunun bileşimi oldukça stabildir. Graz Üniversitesi’nden, Mainz’deki Max Planck Kimya Enstitüsü’nden ve Brezilya’daki ortak kurumlardan araştırmacıları içeren bir ekip, artık mikroorganizmaların Sahra’dan gelen çöl tozuyla birlikte Atlantik boyunca taşındığını gösterdi.

Dergide yayımlanan araştırmaya göre İletişim Dünya ve ÇevreAfrika’dan gelen toz bulutları yağmur ormanlarına ulaştığında havanın bakteri bileşimi önemli ölçüde değişiyor. Ancak Amazon’un havasındaki mantar sporlarının bileşimi büyük ölçüde aynı kalıyor.

Bakterilerin Atlantik boyunca taşındığı doğrulandı

Şubat 2020’de Graz Üniversitesi’nden Bettina Weber liderliğindeki bir ekip, Brezilya’daki Amazon yağmur ormanlarının üzerindeki çeşitli rakımlarda üç haftalık bir süre boyunca günlük olarak aerosol örnekleri topladı. Bu günlerin beşinde araştırmacılar, çöl tozunun Kuzey Afrika’dan bölgeye taşındığını kaydetti. Araştırmacılar, mikrobiyolojik bileşimlerini, özellikle içerdikleri bakteri ve mantarları belirlemek için toplanan örneklerin genetik analizlerini gerçekleştirdiler.

Toz akışının ardından araştırmacılar, filtre numunelerinde “doğal” bakterilere ek olarak genellikle kuru topraklarda oluşan çok sayıda bakteri buldu. Araştırmacılar, büyük ölçüde değişmeyen mantar topluluğunu yağmur ormanlarının saldığı büyük miktarlardaki sporlara bağlıyor; bu da Sahra’daki mantar sporlarının analizleri önemli ölçüde etkilemediği anlamına geliyor.

Graz Üniversitesi’nde profesör olan ve Max Planck Kimya Enstitüsü ile yakın iş birliği yapan araştırma lideri Bettina Weber şöyle açıklıyor: “Kurak bölgelerdeki ve çöllerdeki topraklar, büyük ölçüde biyolojik toprak kabukları olarak bilinen mikrobiyal topluluklar tarafından kolonize ediliyor. Genetik olarak, bakteriler Sahra’daki organizmalarla eşleşiyor, bu da onların Afrika biyokabuklarından Atlantik boyunca rüzgarla Brezilya’nın yağmur ormanlarına taşındıklarını kanıtlıyor.”

Potansiyel patojenler tozla birlikte seyahat eder

Ayrıca bilim insanları, Sahra tozunun gelişiyle birlikte havadaki endotoksin konsantrasyonunun üç katına çıktığını buldu. Endotoksinler bazı bakterilerin hücre zarlarında bulunur ve bakteriler öldüğünde açığa çıkar. İnsanlarda kimyasal olarak stabil olan bu bileşikler iltihaba yol açabilir.

Doktora çalışmalarının bir parçası olarak araştırmayı yürüten Jens Weber, “Havadaki büyük miktarda endotoksin beni şaşırttı” diyor. “Karayipler’de yapılan önceki çalışmalar, Sahra tozu geldiğinde astım ataklarının sıklıkla arttığını gösterdi. Amazon’da da benzer bir ilişkinin olup olmadığı araştırılacak.”

Önümüzdeki yıllarda yapılacak ileri çalışmalar, tozda hangi mikroorganizmaların bulunduğunu ve bunların insan sağlığında rol oynayıp oynamadığını netleştirmeyi amaçlayacak. Araştırmacılar ayrıca mikropların Atlantik boyunca günlerce süren yolculuklarından sonra hala canlı olup olmadıklarını araştırmayı planlıyor.

Aerosoller hakkında

Aerosoller, bulut yoğunlaşma çekirdekleri veya buz çekirdekleri gibi davranabildikleri için atmosferde iklim ve hava durumu açısından önemli olan katı veya sıvı parçacıklardır. Biyoaerosoller biyolojik kökenlidir ve çok çeşitli hücrelerden (örneğin bakterilerden), sporlardan (örneğin mantarlardan, yosunlardan, eğrelti otlarından) ve hayvan ve bitki kalıntılarından oluşur.

Biyoaerosollerin atmosferik süreçler için önemine ek olarak bakteri hücreleri ve mantar sporları gibi biyolojik materyallerin taşınması da bunların küresel yayılmasına katkıda bulunabilir. Ancak mevcut çalışma, toplanan genetik materyalin hala geçerli olup olmadığını henüz çözemedi.

Tozun kaynağının belirlenmesi

Ekip, çalışma için ATTO araştırma kulesine iki farklı yükseklikte (42 ve 323 metre veya 138 ve 1.060 fit) toz filtresi örnekleyicileri kurdu. Filtreler mikroorganizmalardan toz ve genetik materyal topladı. Araştırmacılar, toz olayından önce ve sonra toplanan filtre örneklerini kullanarak havada genellikle hangi bakteri ve mantarların bulunduğunu belirlediler; mikrobiyolojik arka plan profili.

Havadaki endotoksin konsantrasyonunu belirlemek için araştırmacılar, “kinetik kromojenik Limulus amebosit lizatı (LAL) yöntemi” olarak bilinen son derece hassas bir enzimatik yöntem kullandılar.

Tozun kaynağı, hava kütlelerinin coğrafi kökenini ve taşınma yolunu tanımlayan atmosferik bilim hesaplama yöntemi kullanılarak belirlendi. Analiz, hava kütlelerinin Afrika’dan Güney Amerika’ya taşınmasının yaklaşık 10 gün sürdüğünü ortaya çıkardı.

Tozun kökenini açıklığa kavuşturmak için araştırmacılar, numunelerin mineral “ayak izini” belirlediler. Örneğin kalsiyum iyonu içeriği, Sahra’daki mineral tozunun tipik özelliği olan yüksek kalsit içeriğine işaret eder.