Wij mensen zijn trots op ons aanpassingsvermogen, maar bacteriën zijn altijd een stap voor geweest in dit miljard jaar oude spel. Onze microbiologische broers leven stilletjes in de meest onaangename omgevingen van hun bestaan, van diepzee-openingen tot Antarctische meren. Sommige microben overleven zelfs nog sterker in de bovenste atmosfeer - de stratosfeer - en recent bewijs suggereert dat ze ons weer, onze gewassen en zelfs onze gezondheid kunnen beïnvloeden.
Ons begrip van atmosferische microben is nog in ontwikkeling en het grootste deel van ons onderzoek is momenteel gericht op de troposfeer, de laag waarin we leven en ademen. In 1979 vroeg Russell Schnell, nu plaatsvervangend directeur van de Global Monitoring Division van de National Oceanic and Atmospheric Administration, zich af waarom theeplantages in het westen van Kenia het wereldrecord hagelinzameling hebben. Het bleek dat de plaag van theeplanten, Pseudomonas syringae, de schuld is, die door mensen tijdens het verzamelen van theebladeren in de lucht wordt getild, omdat zich veel sneller ijskristallen rond de theeminnende microben vormen.
Bewijs voor dit proces - bioprecipitatie genaamd - is sindsdien overal ter wereld gevonden, waarbij allerlei microbiële criminelen betrokken zijn. Recente studies hebben aangetoond dat microben de vorming en dekking van wolken kunnen beïnvloeden en zelfs de lucht in ongelooflijke mate kunnen verlichten. De onderste lagen van de atmosfeer zijn niet alleen gevuld met regenmakers, maar ook met organismen die ziekten met zich meedragen waar de wind ze ook blaast. Naarmate het klimaat verandert, en het verandert over de hele wereld, is er een groeiende belangstelling voor het kwantificeren van de effecten van deze microben.
Maar fundamentele gegevens ontbreken nog. "Wij wetenschappers hebben nog steeds geen goed budget om de biologie van onze atmosfeer te onderzoeken", zegt Daniel Chicho, hoogleraar atmosferische chemie aan het MIT.
Dit komt doordat er veel lucht in de atmosfeer zit en het erg moeilijk is om monsters te nemen zonder enige vervuiling. Er zijn niet genoeg systemen beschikbaar voor wetenschappelijke experimenten, of je nu biologische monsters verzamelt of bestudeert.
En hoewel we weinig weten over de troposfeer, weten we nog minder over de stratosfeer, die begint op ongeveer 10.000 meter op de middelste breedtegraden. We weten echter dat zelfs in de ijle, droge lucht van de stratosfeer, waar de temperatuur kan dalen tot -60 graden, er een klein aantal hardnekkige microben is.
Priya Dassarma, die stratosferische microben en hun relatie tot klimaat bestudeert, schrijft dat deze microben op grote hoogte allergenen of zelfs ziekten kunnen verspreiden. "Sommige geïsoleerde stratosferische stammen vormen een bedreiging voor planten en dieren, en klinische isolaten overleefden zelfs op deze hoogte", schrijft ze. "De mogelijke gevolgen voor de volksgezondheid en de geneeskunde onderstrepen de noodzaak van grondiger onderzoek naar de beweging van microben in de atmosfeer en onderzoek naar hun overlevingsmechanismen."
Het idee dat microben zich in de atmosfeer kunnen verspreiden, is verre van nieuw - studies in de jaren negentig tonen bijvoorbeeld aan dat bacteriën elke zomer van Afrika naar Florida rijden op minerale grond uit de Sahara. En transport over lange afstanden is vooral effectief op grote hoogte, dankzij het bestaan van jetstreams, de snelste luchtstromen op aarde.
Promotie video:
Maar Chicho gelooft dat het risico dat het nieuwe werk suggereert - dat atmosferische paden op grote hoogte de snelste methode zijn om ziekten over de hele wereld te transporteren - overdreven is. Hij vindt dat we meer over de lagere atmosfeer moeten leren voordat we ons zorgen gaan maken over wat er in de hogere atmosfeer gebeurt.
In elk geval wint al dit nieuwe onderzoek aan relevantie in het licht van de klimaatverandering: in een stormachtige wereld worden steeds meer microben door de wind naar de lagere atmosfeer getrokken. Van daaruit komen sommigen van hen de stratosfeer binnen, meestal door verticale menging van de lagen. Naarmate nieuwe gebieden opdrogen, zullen er meer stofdeeltjes de lucht in komen, wat betekent dat er meer materiaal in de atmosfeer als geheel zal zijn.
Momenteel wordt de eventuele impact van stratosferische microben niet meegerekend in projecties van klimaatverandering. Alle wetenschappers wijzen op de noodzaak van een beter begrip van wat er in de lucht boven ons hoofd hangt, zodat we een basis hebben om toekomstige veranderingen te begrijpen.
Ilya Khel
