文摘
你会相信我们如果我们告诉你,当你吸气时,你的每一次呼吸吸入成千上万的微生物。虽然这听起来吓人,放心,他们对你的健康是安全的。这些空气中的微生物,太小了,我们用肉眼根本看,由许多不同的物种。他们是谁?他们来自哪里?他们在空中做什么?这是我们回答的一些问题,在这篇文章中,尽管许多问题空气微生物仍有待探讨。
空气中的微生物是什么?
微生物tiny-around 1μ米,小于1毫米的一千倍。每个单独的微生物是由单个细胞。这些细胞不聚在一起来创建一个更大的多细胞生物,人类和动物细胞一样。微生物是地球上每一个环境中,包括土壤、海洋、冰和空气(图1)。空气中发现的微生物被称为空气中的微生物,他们旅行自己或尘粒。manbetxapp在线登录尘埃粒子可以manbetxapp在线登录来自汽车尾气和工业污染。空气中的微生物有各种形状(圆形、杆状或string-shaped),可以包含许多不同种类的细菌,真菌和藻类。考虑所有鸟类的不同种类,不同大小,形状,和住在这里想象的方法,同样适用于空气中的微生物。每一天,你吸入15000升的空气,包含数以百万计的空气微生物属于成千上万的不同种类。
- 图1——尽管我们不能看到他们没有在显微镜的帮助下,微生物在地球上每一个环境,包括海洋、土壤、森林、冰川,我们呼吸的空气。
- 空气中微生物的数量和多样性取决于你在哪里位于地球。例如,您将在更少的空气微生物呼吸而站在北极的冰川比你站在城市的中间。
空气中的微生物是从哪里来的?
微生物的微小的大小使他们非常光和容易每阵风。你周围的空气微生物漂浮在不断地运动,这是受天气条件的影响。在极端天气,如飓风、沙尘暴,空气中的微生物可以运送几千公里几天(例如,从非洲沙漠到中美洲)(1]。在某种程度上,微生物已经卷到空中落回到地球表面,由于重力。然而,与一个球抛在空中,微生物以相对较慢的速度下降,可以悬浮在空中停留很长一段时间。空气微生物不断下降到地球表面,取而代之的是新的生物体到空气中(图2)。这些新的微生物来自土壤,大海,植物在地球表面。微生物生活在海里可以通过这一过程被称为成为空降烟雾化。烟雾化发生在固体颗粒悬浮在空中,,在海里,这可能发生在气泡在水中被释manbetxapp在线登录放到空气中。这些微生物不能乘坐own-like漂浮的羽毛,他们高举和运输。
- 图2 -空气微生物源自不同的环境在地球表面,如海洋和土壤。
- 一旦他们成为空中,风可以传播世界各地的空气微生物过程被称为传播,最终他们回到地球表面。虽然它们悬浮在空气(云),空气微生物面临恶劣的条件,包括来自太阳的紫外线辐射和极端的温度。在空中,微生物会影响天气和地球的大气层。
空气中微生物的数量和多样性取决于地理位置(2,3]。因此,这取决于你在哪里位于地球上,你可能会吸入不同的微生物的种类和数量(图1)。空气微生物的浓度取决于人类活动和环境中微生物的数量。如果你住在一个大城市,有很多人类活动(例如,大量的汽车和工业),空气中充满大量的空气微生物来自灰尘和土壤。然而,如果你生活在格陵兰岛的冰冻地区,你可能会吸入很多微生物减少,由于冰雪包围你包含更少的比土壤微生物,农场,或城市。
空气中的微生物做什么?
我们仍然知之甚少空气微生物做什么。每个物种都有自己的生活方式。有人建议,一些物种帮助云和雨的形成4]。空气微生物可能改变他们周围的化合物,从而改变空气质量。空气组成的气体(氧气、二氧化碳、氮气),空气中的微生物和灰尘,但是它还包含许多很小的化合物就像漂浮的空气微生物的食物。像每一个动物,微生物消耗食物和产生废物,这些活动可以改变空气的化学成分。当我们怀疑空气微生物可以吃在空中时,我们不知道他们是否在空气中繁殖。空气压力的环境,恶劣的化学和物理条件。例如,高水平的太阳能紫外线辐射和非常冷或热的温度通常对生物体,包括大多数微生物(图2)。然而,微生物比人类更能抵抗极端环境条件,和他们有工具来保护自己。例如,一些微生物的细胞膜含有色素称为类胡萝卜素,它像一个抵御紫外线radiation-similar色素称为黑色素在皮肤中找到。其他微生物抗冻蛋白,可以保护他们免受极端寒冷的温度。在严酷的条件下,一些微生物可以处于休眠状态(进入冬眠)和等待更好的条件。尽管有这些保护措施,目前尚不清楚如何活跃微生物真的是在空中。
我们如何研究机载生物?
评估漂浮在空气中微生物的数量和多样性需要特定的工具。首先,我们需要捕捉空气中的微生物和锁在一个容器将带回实验室(图3)。收集大量的微生物在一个容器里,我们使用一个机器工作起来就像一个吸尘器,吸的空气和捕捉空气中的微生物在一个过滤器或管(5]。这类似于真空处理你的房子:你吸收的灰尘和收集在一个容器里面真空。一旦容器被带到实验室,设备用于提取和阅读DNA的微生物。DNA是一个身份证,允许我们数数有多少空气中的微生物和识别他们属于的物种。识别它们,空气微生物的DNA比较已知微生物的DNA的一个图书馆。
- 图3 -特殊方法用于捕获和研究空气中的微生物。
- 首先,空气微生物必须被吸进一个容器和集中。在实验室里,被困的微生物的DNA可以进行分析,以确定哪些物种他们属于,以及探讨其功能在空中。
冠状病毒呢?
空气微生物一直存在,你已经自你出生吸入这些微小的生物。即使空气微生物包括细菌、真菌和藻类,大部分时间他们不让我们生病。空气中的微生物主要是安全的人类。你可能会想,“但SARS-CoV-2导致COVID-19电晕病毒在空气中,它可以导致人类疾病,不能吗?“你是对的,冠状病毒在空气中可以找到,可以其他病毒。病毒没有细胞,所以他们一般不被认为是微生物。虽然最近的研究证实了潜在的冠状病毒通过空气传播,科学家认为冠状病毒主要是通过微小的唾液滴在人类之间传播,投射到空气当感染者说话或打喷嚏。这些唾液microdroplets迅速从空气中消失,尤其是在户外。
结论
无论你在哪里,从北极到南极,空气中数以百万计的微生物,我们呼吸的每一次呼吸。虽然看不见,他们还活着,在不断运动,由于风和空气。空气微生物包括成千上万的不同种类,其中大部分在很大程度上仍未知。他们可以在空中执行许多功能,但是我们仍然不明白这些函数。空气微生物需要进一步的研究,这些研究和承诺是非常有趣的,因为有许多事情我们仍然不明白。空气微生物的探索才刚刚开始,它可能会导致令人兴奋的领域的发现气象学、大气化学和人类健康!
术语表
微生物:↑微生物包括细菌、真菌和藻类。
烟雾化:↑粒子的过程在地面上或在水中成为悬在空中。manbetxapp在线登录
紫外线辐射:↑紫外线辐射是一种非电离辐射是太阳发出的。
DNA:↑每个细胞中的遗传物质从父母传递给后代,决定了生物体的特征。
的利益冲突
N-ArT NT是受雇于公司,不错。
其余作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。
引用
[1]↑格里芬,D。,Gonzalez-Martin, C., Hoose, C., and Smith, D. 2017. “Global-scale atmospheric dispersion of microorganisms,” in微生物气溶胶的,eds a m。埃和p·阿马托。ch2c doi: 10.1002/9781119132318.
[2]↑Tignat-Perrier, R。Dommergue,。Thollot,。,Keuschnig, C., Magand, O., Vogel, T. M., et al. 2019. Global airborne microbial communities controlled by surrounding landscapes and wind conditions.科学。代表。9:14441。doi: 10.1038 / s41598 - 019 - 51073 - 4
[3]↑Tignat-Perrier, R。Dommergue,。Thollot,。Magand, O。阿马托,P。乔利,M。,et al. 2020. Seasonal shift in airborne microbial communities.科学。总环境。716:137129。doi: 10.1016 / j.scitotenv.2020.137129
[4]↑阿马托,p . 2012。云为微生物提供大气绿洲:据估计,总1019个细胞,微生物在云层出现足以影响全球大气物理化学过程。微生物杂志。7:119-23。doi: 10.1128 / microbe.7.119.1
[5]↑Dommergue,。阿马托,P。,Tignat-Perrier, R。Magand, O。,Thollot, A., Joly, M., et al. 2019. Methods to investigate the global atmospheric microbiome.前面。Microbiol。10:243。doi: 10.3389 / fmicb.2019.00243