Le linee rosse e blu mostrano le traiettorie delle particelle di polvere dai deserti dell'Asia centrale all'isola del Giappone. Le traiettorie rosse sono particelle di polvere che sono arrivate a Yonago, Giappone, ad altitudini di 1, 000 metri.. Le traiettorie blu sono arrivate a 3, 000 metri. I percorsi sono calcolati utilizzando il modello di traiettoria integrata lagrangiana a particella singola ibrida della National Oceanic and Atmospheric Administration (http://www.arl.noaa.gov/HYSPLIT.php). Credito:NOAA
La polvere non si accumula solo sotto il letto. Può anche percorrere migliaia di chilometri, attraverso i continenti e gli oceani.
Un nuovo studio ha analizzato il contenuto microbico delle particelle di polvere trasportate dai deserti dell'Asia centrale alla Corea del Sud e al Giappone. La nuova ricerca mostra il potenziale della polvere di trasportare potenziali agenti patogeni in luoghi remoti, potenzialmente impattanti sugli ecosistemi naturali e sulla salute umana.
Nascosto all'ombra della pioggia dell'altopiano tibetano, L'Asia centrale ospita i vasti deserti del Gobi e del Taklimakan. Durante la primavera, estate, e cadere, venti costanti soffiano verso est gli strati superiori del terreno sabbioso, insieme a qualsiasi microbi, come batteri e funghi, vivere in superficie. Questi venti disperdono le particelle sull'Asia orientale, Giappone e nel Pacifico.
Il trasporto a lungo raggio di particelle di polvere è stato monitorato per decenni utilizzando satelliti, ma gli scienziati non avevano esaminato quali tipi di microbi potevano trasportare.
Il nuovo studio, pubblicato in AGU's Journal of Geophysical Research:Atmospheres , raccolti campioni di polvere dalla Corea del Sud e dal Giappone, e ha utilizzato il sequenziamento del DNA per rilevare la presenza di specie batteriche patogene che fanno l'autostop.
Il nuovo studio rileva che alcuni eventi di polvere trasportavano fino a 400 diverse specie di batteri, compresi alcuni potenzialmente dannosi per la salute umana, come Staphylococcus e Bacillus specie.
"I nostri dati mostrano che le particelle minerali di polvere includono i frammenti nucleotidici di specie patogene, ", ha affermato l'autore principale Teruya Maki dell'Università di Kanazawa in Giappone. "Inoltre, abbiamo dimostrato che i funghi associati agli eventi di polvere possono aumentare i livelli di allergeni fino a 10 volte [al di sopra dei livelli di allergeni di base]." Il trasporto di batteri come le specie Staphylococcus e Bacillus potrebbe anche portare a epidemie in nuove popolazioni umane, Egli ha detto.
Il team è il primo a dimostrare il trasporto a lungo raggio di microbi associati alla polvere ad alta quota utilizzando un sistema unico di metodi di campionamento di elicotteri e palloni, disse Maki.
Oltre a campionare la polvere usando elicotteri e palloni, il team ha anche fatto affidamento su due stazioni di monitoraggio continuo installate su piattaforme alte 10 metri per quattro mesi della stagione 2015 delle polveri. Le stazioni erano situate sottovento della regione di origine della polvere asiatica a Yongin, Corea del Sud e Yonago, Giappone che cadono lungo la principale traiettoria di trasporto della polvere asiatica.
Dopo aver raccolto i campioni, il team ha utilizzato tecniche di osservazione microscopica fluorescente per identificare la polvere, particelle biologiche e inquinanti come il black carbon. Hanno quindi estratto e sequenziato brevi sezioni di DNA genomico dalle particelle biologiche per classificare i microrganismi.
Il team di scienziati dal Giappone, Corea, Singapore e Nuova Zelanda hanno scoperto che il contenuto batterico della polvere era più alto all'inizio della primavera, mentre le comunità batteriche fiorirono dall'inizio della primavera fino alla fine dell'estate. Hanno anche scoperto che la polvere ha raccolto ulteriori batteri mentre viaggiava su un nuovo terreno:i campioni raccolti sull'isola del Giappone avevano un contenuto più elevato di batteri marini dopo essere stati trasportati sull'acqua.
"Questi risultati indicano che i batteri nella polvere asiatica trasportati su lunghe distanze, compresi gli oceani, può aumentare nella variazione della comunità, e tale variazione è anche associata ai cambiamenti stagionali dei batteri presenti nell'aria dalla primavera all'estate, " hanno scritto nel nuovo studio.
Si prevede che gli eventi di polvere si intensificheranno in tutto il mondo nei prossimi decenni a causa dei cambiamenti climatici. È probabile che i deserti diventino più aridi e eventi meteorologici estremi più frequenti potrebbero suscitare modelli di vento prevalenti.
Ciò potrebbe migliorare il trasporto a lungo raggio di microbi che causano malattie e inquinanti atmosferici come il carbonio nero.
Lo sviluppo di un database di microbi atmosferici potrebbe aiutare a fornire informazioni sulla qualità dell'aria a fini di salute pubblica, disse Maki.
"Con il rapido sviluppo di nuove tecniche di biologia molecolare, queste tecniche all'avanguardia possono essere utilizzate per analizzare campioni di polvere raccolti ad alta quota, " Egli ha detto.
Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione di AGU Blogs (http://blogs.agu.org), una comunità di blog di scienze della Terra e dello spazio, ospitato dall'American Geophysical Union. Leggi la storia originale qui.