Biofilmy bakteryjne na cząstkach pyłu jako forma przetrwania w atmosferze

W ramach kontynuacji wcześniejszych badań, w których wykazano, że gatunki z rodzaju Firmicutes, w tym Bacillus, odgrywają aktywną rolę w burzach pyłowych, zespół dr Naamy Lang-Yony z Wydziału Inżynierii Cywilnej i Środowiskowej Technionu, we współpracy z grupą badawczą dr Ilany Kolodkin-Gal z Instytutu Biologii Syntetycznej Scojen na Uniwersytecie Reichmana, odkrył, że bakterie te mogą tworzyć mikroskopijne biofilmy na powierzchni cząsteczek pyłu. Struktury te chronią mikroorganizmy przed wysuszeniem, ekstremalnym promieniowaniem i skrajnym niedoborem składników odżywczych w trakcie ich podróży atmosferycznej.

Badania, opublikowane w Communications Earth and Environment (część portfolio Nature), wpisują się w rozwijającą się dziedzinę mikrobiologii atmosferycznej. Dyscyplina ta bada zdolność mikroorganizmów do przetrwania i aktywności w atmosferze – czasem na dystansie tysięcy kilometrów – oraz ich wpływ na globalne cykle, ekosystemy i zdrowie człowieka. Procesy te mogą istotnie oddziaływać na rozprzestrzenianie się chorób, poziom CO₂ w atmosferze, choroby roślin, a nawet dyspersję oporności na antybiotyki.

– Scharakteryzowanie metabolicznie aktywnych, żywych społeczności bakteryjnych zmienia nasze rozumienie interakcji między mikrobiomem a środowiskiem – wyjaśnia dr Lang-Yona. – Nasze badania sugerują, że powietrze, którym oddychamy, zawiera całe społeczności bakteryjne pochodzące z odległych regionów, niosące ze sobą nowe cechy, które mogą włączać się do lokalnych ekosystemów i potencjalnie oddziaływać na człowieka.

W omawianym projekcie badaczom udało się wyizolować i hodować bakterie przyniesione przez burze pyłowe w warunkach atmosferycznych, ze szczególnym uwzględnieniem korzystnych szczepów Bacillus, znanych z pozytywnych zastosowań w rolnictwie, budownictwie i probiotykach medycznych.

Naukowcy są zdania, że naturalna selekcja podczas burz pyłowych faworyzuje bardziej zaawansowane ewolucyjnie szczepy bakteryjne – zjawisko, które może zwiększać ich praktyczne zastosowania. Badanie to poszerza również tradycyjne pojęcie mikrobiomu glebowego o mikrobiom powietrzny, rozszerzając znany repertuar strategii przetrwania tych niezwykłych organizmów.

Źródło: Communications Earth & Environment, Bacillus biofilm formation and niche adaptation shape long-distance transported dust microbial community
DOI: http://dx.doi.org/10.1038/s43247-025-02534-4