Вверх страницы
Вниз страницы

Актуальная политика сквозь призму истории, религии и оккультизма

Объявление

Информация о пользователе

Привет, Гость! Войдите или зарегистрируйтесь.



Грозовые облака кишат микробами

Сообщений 1 страница 2 из 2

1

http://www.livescience.com/14299-bacter … -hail.html
Грозовые облака кишат микробами

Европейские экологи обнаружили микробов внутри грозового облака и провели первую их "перепись", что позволило ученым объявить облака самой экстремальной зоной присутствия жизни на Земле. Об этом говорится в статье, опубликованной в журнале PLoS One.

"Когда мы начали это исследование, мы всего лишь надеялись описать виды бактерий, которые встречаются в ранее неизученной среде обитания – грозовых облаках. Однако нам удалось найти следы активной экосистемы в атмосфере", – заявил руководитель группы ученых Ульрих Карлсон (Ulrich Karlson) из Университета Орхуса (Дания). Карлсон и его коллеги пришли к такому выводу, изучая химический состав градин, упавших в районе города Любляны, столицы Словении, после одной из гроз в мае 2009 года.

Как объясняют экологи, частицы града можно использовать в качестве индикатора происходящих в грозовых облаках процессов. Это объясняется тем, что частички льда беспорядочно двигаются внутри облака во время их формирования, собирая молекулы, пыль и живые клетки, передает РИА Новости.

Руководствуясь этой идеей, авторы статьи проанализировали состав градин, отслеживая происхождение органики внутри них. Оказалось, что зерна града содержали в себе свыше трех тысяч видов органических соединений, большая часть которых обычно встречается в почве. Более того, ученым удалось обнаружить свыше 1,8 тысячи видов бактерий.

Исследователи проанализировали структуру рибосомной РНК в бактериях и определили, к каким семействам микробов они относились. Так, большая часть из них принадлежала к микроорганизмам из класса актинобактерий (Actinobacteria), гамма-протеобактерий (y-Proteobacteria), обитающих на листьях растений. По всей видимости, эти бактерии являются временными "гостями" облаков, попадая в них вместе с ветром и каплями воды.

Кроме того, Карлсон и его коллеги обнаружили в частичках льда и виды бацилл, не встречающиеся в почвах или на листьях растений. К числу таких микробов относятся несколько бактерий из класса метилобактерий (Methylobacterium), приспособленных для "воздушной" жизни. В частности, оболочка этих микробов содержит в себе молекулы пигментов для защиты от ультрафиолетовых лучей. Кроме того, данные бактерии хорошо выдерживают перепады давления и умеют питаться самыми разными видами веществ, что увеличивает шансы на выживание внутри грозового облака.
http://www.vokrugsveta.ru/img/cmn/2008/02/29/033.jpg
Как полагают исследователи, большое количество органики в частицах льда и бактерии, приспособленные к обитанию в атмосфере, позволяют говорить о собственной "экосистеме" грозовых облаков. Учитывая процессы, которые происходят внутри таких облаков во время грозы или града, можно говорить о них как о самой "экстремальной" зоне жизни на Земле, заключают ученые.
Бактерия Pseudomonas syringae выращивает ледяной рог и легко протыкает им жёсткие оболочки клеток, разрушая их и добавляя себе и своему потомству жизненное пространство. Листья кукурузы, поражённые «ледяной» бактерией, быстро чернеют и гниют, разрезаемые изнутри миллионами острых ледяных кинжалов. Засохшие листья осыпаются, и бактерии смешиваются с почвой. Если поднимается ветер, то бактерии попадают в воздух и в облака. Лёд послушно образуется на оболочке бактерий даже в тучах — так возникает град, который возвращает бактерии на землю. Заодно град повреждает растения, делая их ещё более беззащитными перед микробами, умеющими выращивать ледяные ножи.Снежинки развиваются из мелких ледяных кристаллов, которые нарастают вокруг так называемых ядер конденсации (ядер кристаллизации). Раньше считалось, что они состоят из пыли и взвешенных веществ, попадающих в воздух. Пытаясь найти ядра кристаллизации, ученые взяли пробы снега в Антарктиде, Франции, в американском штате Монтана и на реке Юкон. Оказалось, что в 85% случаев кристаллом-затравкой служит бактерия. Больше всего снега с участием микроорганизмов образуется во Франции, чуть меньше в Монтане и на Юконе. Об открытии ученых рассказывается в журнале Science.
Чаще всего затравка – бактерия Pseudomonas syringae, поражающая сельскохозяйственные растения, в том числе томаты и бобовые. Она была обнаружена в двадцати пробах снега со всего мира, а также в летнем дожде в Луизиане. По словам сотрудника университета Брента Кристнер (Brent C. Christner), в прошлом Pseudomonas syringae пытались уничтожить, однако новое открытие поставило ученых в тупик. Теперь непонятно, что она в конечном итоге приносит, вред или пользу, и что будет, если ее не станет. Будет ли выпадать меньше осадков, или бактерию в снежинках заменят другие ядра кристаллизации, например, пыль.

0

2

Если поставить воду в холодильник, то она может остаться жидкой и при нескольких градусах ниже нуля. Такая переохлаждённая
вода нестабильна и мгновенно превращается в лёд при лёгком встряхивании. А если взять очень чистую, дистиллированную воду, то она может не замёрзнуть даже при морозе в минус двадцать градусов, а то и ниже.
Лучше называть ноль градусов не точкой замерзания воды, а точкой плавления льда.
Мелкие капельки дистиллированной воды в облаках замерзают с ещё большим трудом, они остаются жидкими даже при минус тридцати. Такие облака очень опасны для самолётов и вертолётов: переохлаждённые капли разбиваются о винт и крылья и мгновенно превращаются в прочный лёд, а обледенение самолёта может привести к крушению. Зимой нередко случается дождь, тогда капли переохлаждённой воды вызывают обледенение проводов и ветвей деревьев.

Ещё труднее замораживается вода, в которую добавлены соль или спирт. В листьях растений много воды, но она не замерзает при очень низких температурах, поэтому почки азалий, например, выдерживают холода до минус пятнадцати, а древесина вязов может охлаждаться даже до минус сорока пяти градусов. Но такое случается далеко не со всеми растениями. Ботаник Джон Лукас провёл измерения и показал, что лимоны могут замерзать даже при слабом морозе всего в минус полтора градуса. Впоследствии агроном Пауль Хоппе доказал, что нестойкость к лёгким заморозкам у кукурузы может передаваться от растения к растению как инфекция! Началась охота за неизвестным микробом, который поражает растения болезнью "хладонестойкости".

Студент-биолог Стивен Линдоу из Висконсинского университета охотился очень методично: он делал много-численные растворы из листьев и травы, наносил их на кукурузу и проверял её на морозоустойчивость в специальной холодильной камере. Полтора года экспериментов ни к чему не привели: поймать невидимый микроб не удавалось. Но Линдоу, несмотря на молодость, проявил себя настоящим учёным - он, совмещая учёбу и эксперименты (как говорят, ел быстро и спал мало), проводил всё новые и новые серии тестов. Однажды зимой друзья вытащили Линдоу из лаборатории покататься в выходные дни на лыжах. Студент отправился на прогулку с неохотой, прервав эксперимент на середине. Вернувшись в лабораторию в понедельник, Стивен разразился ругательствами в адрес своих беспечных друзей: экстракт из листьев, который он приготовил, но ещё не испытал на
кукурузе, стал за несколько дней мутным и явно испортился. Линдоу всё-таки довёл тест до конца и поразился тому, что увидел: половина листьев кукурузы, обработанной "испорченным" экстрактом, оказалась повреждена самым незначительным заморозком. Значит, микроорганизмом, за которым он охотился, оказалась бактерия, за несколько дней размножившаяся в экстракте из листьев. При тестах она выдала себя "с головой". Линдоу быстро провёл лабораторные исследования и идентифицировал коварную бактерию как Pseudomonas syringae - Псевдомонас сирингае. Это была победа. Враг найден, но как он ухитряется понизить сопротивляе-мость растения морозам? Это оставалось загадкой.

Исследователи отметили ещё одну интересную особенность: чашки с культурой различных бактерий хранились в холодильнике. Как-то он забарахлил и остудил образцы чуть ниже нуля. Все растворы оказались жидкими, за исключением чашек с культурой пойманной бактерии, которая замёрзла. Свойства загадочной бактерии стали проясняться после того, как ботаники узнали о независимых исследованиях метеорологов, занимавшихся проблемой образования града при сравнительно тёплых температурах. Действительно, почему капли воды одного облака превращаются в град при почти нулевой температуре, а капли другого облака остаются жидкими даже при минус тридцати? Специалисты знали, что вода замерзает при появлении в ней центров кристаллизации, в качестве которых могут выступать, например, частицы пыли. Метеоролог Габор Вали исследовал замерзание воды, добавляя к ней вулканический пепел и другие порошки. Самая высокая температура замерзания оказалась у воды, полученной из грязного снега с детской площадки. Учёный доказал, что легче всего вода замерзает при добавлении в неё обычной почвы, содержащей органические вещества. Но какие именно?
Эстафету охоты на таинственное органическое вещество, которое вызывает опасный град, перехватил учёный Рассел Шнель из университета Вайоминга. Он добавлял в замерзающую воду различные почвы, растёртые свежие, а также сухие листья тополя и ольхи - и измерял, измерял... Удивительно, но в его исследования тоже вмешался случай. Однажды Рассел спешил на вечеринку и не успел проверить на замораживаемость один из образцов - воду с измельчённой травой. Экспериментатор оставил образец в пластиковом мешке. Несколько дней спустя он увидел, что вода в нём сильно помутнела. Шнель протестировал жижу - температура её замерзания оказалась всего минус полтора градуса!

Учёный понял, что за замерзание отвечает какой-то живой микроор-ганизм, и обратился к профессору Марте Кристенсен. Вместе со своими студентами она выделила из мутного раствора шестьдесят пять видов грибков и сто видов бактерий. Затем они разделили эти виды микроорганизмов и исследовали их порознь. Два года исследований увенчались успехом: за быстрое замерзание воды отвечал всего один вид бактерий: та же самая Pseudomonas syringae. В те времена не было электронной связи, информационных систем и киберсекретарей; письма на бумаге отправляли медленной почтой, исследования печатались в разных бумажных журналах, причём ботаники обычно читали свои журналы, а метеорологи свои. Но, хоть и с опозданием, биологи и физики узнали, что одна и та же бактерия отвечает за биологический эффект вымерзания растений и за физический эффект быстрого льдообразования в облаках:
Джон ЛУКАС - биолог, сотрудник Кали-форнийского университета.
Пауль ХОППЕ - агроном, специалист по кукурузе.
Стивен ЛИНДОУ-американский биохимик и бактериолог, профессор Калифорнийского университета.
Габор БАЛИ - исследователь атмосферных процессов, профессор университета Вайоминга.
Рассел ШНЕЛЬ - исследователь атмосферы, сотрудник Национального агентства по исследованиям океана и атмосферы (NOAA).
Марта КРИСТЕНСЕН - профессор кафедры ботаники университета Вайоминга.
Андрей КАЯВА - русский биофизик, сотрудник Национального центра научных исследований Франции.

Но это ещё не конец истории. Оставалось ответить на вопрос: как обнаруженная бактерия может управлять льдом? Исследователи установи-ли, что её оболочка покрыта особым белком. Но лишь спустя двадцать лет после "поимки" Pseudomonas syringae русский биофизик Андрей Каява и американский биолог Стивен Линдоу выяснили, почему этот белок позволяет бактерии властвовать над градом и растениями. Оказывается, оболочка бактерии имитирует структуру льда, "прикидываясь" поверхностью ледя-ного кристалла. Этим она обманывает молекулы воды, которые пристраиваются к "фальшивому" льду, и на поверхности бактерии начинает расти настоящий острый ледяной кристалл, похожий на грозное оружие - кинжал.
Способность выращивать ледяной кристалл на оболочке - очень полезное свойство бактерий. Они добывают себе пищу, опустошая питательные кладовые растения, - выедают внутренности клеток. Но переходить из клетки в клетку бактериям трудно - растительные клетки отделяются одна от другой твёрдыми стенками. Именно они отвечают за прочность листа и самой древесины.
Бактерия Pseudomonas syringae выращивает ледяной рог и легко протыкает им жёсткие оболочки клеток, разрушая их и добавляя себе и своему потомству жизненное пространство. Листья кукурузы, поражённые "ледяной" бактерией, быстро чернеют и гниют, разрезаемые изнутри миллионами острых ледяных кинжалов. Засохшие листья осыпаются, и бактерии смешиваются с почвой. Если поднимается ветер, то бактерии попадают в воздух и в облака. Лёд послушно образуется на оболочке бактерий даже в тучах - так возникает град, который возвращает бактерии на землю. Заодно град повреждает расте-ния, делая их ещё более беззащитными перед микробами, умеющими выращивать ледяные ножи.

Учёные, узнав коварного врага в лицо, не медлили - генетики стали выводить микробов, которые вытесняют бактерий - повелителей льда, но сами они не повреждают растения. А химики сумели синтезировать ве-щество, действующее аналогично белку на оболочке Pseudomonas syringae. Метеорологи стали использовать его для управления осадками и предотвращения крупного града.
Вот с какой пользой поохотились учёные на таинственного микроба, замораживающего воду! Интересно, что эта бактерия выполняет и полезную функцию - благодаря ей упавшие осенние листья быстрее гниют и возвращают накопленные питательные вещества в почву.

Ник. Горькавый.

+1