חוקרים מהאוניברסיטה הטכנולוגית של נאניאנג בסינגפור מצאו במחקר חדש כי בקטריות ופטריות מאכלסות את השכבה הנמוכה של האטמוספרה באופן מאוד מסוים, וכי שינויים באופן הפרישה הזה עלול להשפיע על בריאותנו ועל זמינות המזון בכדור הארץ.
באמצעות מגדל מטאורולוגי בגובה 200 מטרים וכלי טיס לצורכי מחקר אשר טס בגובה 300 מטרים עד ל-3,500 מטרים, דרכם התבצעו מדידות, מצאו החוקרים כי טמפרטורה היא הגורם המשפיע ביותר על הרכב הקהילות המיקרוביות הנישאות באוויר.
עם שינויי הטמפרטורה באוויר, מגוון המינים והיחס בין הבקטריות והפטריות משתנה משמעותית. ממצאים אלה מצביעים על כך שלהתחממות הגלובלית תהיה השפעה על ההרכב המיקרובי באטמוספרה, כמו גם על זה שבאדמה ובים.
המחקר שפורסם בכתב העת Proceedings of the National Academy of Sciences מתאר את מה שקורה למיקרואורגניזמים שבאטמוספרה, מה שמכונה המיקרוביומה באוויר. אותה מיקרוביומה מורכבת מחיידקים ופטריות, אשר לרוב מגיעים לשם אחרי שעפו מעלה מהקרקע.
"מצאנו שההרכב של המיקרוביומה נקבע על ידי הטמפרטורה. העלייה בטמפרטורות ברחבי העולם כחלק משינויי האקלים עלולה להוביל לשינויים משמעותיים במיקרוביומה, ולכך יהיו השלכות רציניות על כדור הארץ ועל בני האדם", הסביר פרופ׳ סטפן שוסטר שהוביל את המחקר.
למעשה, שינוי בהרכב המיקרוביומה עלול להחמיר מגוון תסמינים נשימתיים אצל מטופלים בעלי נטייה קיימת, כמו גם לפגוע בתבואות החקלאים וכך לאיים על הביטחון התזונתי של מיליונים. גם תהליך הפוטוסינתזה ותהליך הנשימה התאית אשר מהווים את מחזור הפחמן - נמצאים בקו האש ועלולים להיפגע. הם שמאפשרים למעשה את כל תהליכי החיים על פני האדמה, ופגיעה בהם תשנה את הטבע ואת החוויה האנושית כולה בכדור הארץ.
"המחקר הזה מקדם אותנו לעבר ההוכחה שלאוויר יש מערכת ביולוגית משלו, בדיוק כמו זו שעל האדמה וזו שבים", ציין פרופ' שוסטר, זאת לצד ההבנה כי למערכת זו השפעה ישירה על השתיים האחרות. במחקר מוצג גם מאגר מידע שעשוי להוות נקודת בסיס עבור מחקרי המשך בתחום, באמצעותו ניתן יהיה לבנות מודלים לחיזוי השפעת ההתחממות הגלובלית על המיקרוביומה באוויר.
הממצאים
צוות המחקר גילה כי החל מגובה של 1,000 מטרים ההרכב המיקרואורגניזמי היה יציב בדגימות, ודגימות שנלקחו במהלך היום היו דומות בהרכבן לאלה שנלקחו במהלך הלילה. לפי החוקרים, מדובר בשכבות אוויר שפועלות כמו "כיור אווירי", היכן שמתאספים המיקרואורגניזמים בריכוזים גבוהים יותר בהשוואה לשכבות הקרובות יותר לקרקע. שם זיהו החוקרים יותר מ-10,000 זני מיקרובים.
לעומת זאת, הדגימות שנלקחו בגובה 300 מטרים ומטה היו רגישות למחזור 24 השעות. הרכב המיקרוביומה היה שונה משמעותית ביום בהשוואה ללילה. החוקרים הצליחו לראשונה להראות כי שינויים ברוח ובמזג האוויר (הבאים לידי ביטוי בין היתר במעבר בין יום ולילה) הם המנוע העיקרי שעומד מאחורי השינויים בהרכב המיקרוביומה בגבהים שונים בחלקה הנמוך יותר של האטמוספרה.
"לראשונה מדדנו נתונים מטאורולוגיים וביולוגיים בד בבד, וזה מה שאפשר לנו לפתח היפותזה על ההשפעה שיש לתהפוכות שקורות באטמוספרה על תפוצת המיקרואורגניזמים באוויר שלנו", ציין פרופ' שוסטר.
ההיפותזה הזו היא חלק נוסף בפאזל שדרכו אנחנו מבינים את ההשפעות של שינויי האקלים על בריאותנו, כמו גם על הסביבה הטבעית. קיימות, שינויי אקלים ומצב הסביבה הם כמה מצירי המחקר החשובים ביותר בהקשר של עתיד האנושית על כדור הארץ. המשך מחקר של העקרונות המשפיעים עלינו, כמו גם מחקר יישומן בשטח הוא קריטי למציאת פתרונות שיקלו עד כמה שניתן את ההשפעות האסוניות של שינויי האקלים שחווה הכדור, ושחווים אנחנו יחד איתו.