对于微生物来说，空气是一个充满敌意的地方。大气通常干燥、缺乏营养且充满致命的紫外线辐射，似乎是微生物最不想去的地方。然而，对来自德克萨斯州奥斯汀和圣安东尼奥的一些空气样本进行的一项新的基因普查发现，在我们每天呼吸的空气中，可能存在多达 2,000 种不同的微生物。
劳伦斯伯克利国家实验室的微生物生态学家加里·安德森和他的同事们在 2003 年开始的 17 周内，在这两个德克萨斯州的城市收集了空气样本。然后，他们使用了一种专门设计的微阵列——一种大约四分之一硬币大小的小芯片，带有检测特定遗传信息的探针——来寻找一种参与制造蛋白质（16S）的基因，该蛋白质存在于许多微生物中。“我们设计了一个包含 50 万个探针的阵列，以识别多达约 9,000 个不同的细菌和古菌生物群，”安德森解释道。“它着眼于 16S 序列的差异来识别特定类型的原核生物。”
在空气样本中，研究人员发现了至少 1,800 种不同的微生物，包括那些会导致腹泻的弧菌和引起溃疡的螺杆菌属，这些微生物可能对人类健康有害。先前确定大气中微生物数量的工作依赖于培养空气来观察生长情况。“超过 90% 的微生物你无法恢复，即使它不仅存在而且具有生命力，”安德森指出。“这只是它所处生理状态的问题；当它不在富含营养的培养基中时，它的生理状况就会不同。”
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您将有助于确保关于当今塑造我们世界的发现和想法的有影响力的故事的未来。
这使得空气中微生物的多样性与土壤中微生物的多样性相当，土壤是此类生命形式的肥沃环境。事实上，城市空气中的微生物与土壤中的微生物之间存在很大的交叉。生态学家发现，奥斯汀和圣安东尼奥的空气传播微生物大致相同，并且它们的变化更多地取决于天气而不是任何其他因素。
根据 12 月 18 日在线发表在《美国国家科学院院刊》上的论文，最常见的微生物包括那些在干草地和腐烂的外墙油漆中茁壮成长的微生物。“我们惊讶地发现看到了如此多不同类型的序列，”安德森补充道。“一些晦涩的门，如 TM7，已在土壤和牙龈组织中发现；温泉类型的生物；以及来自污水处理厂的微生物。”
该普查为美国国土安全部正在进行的监测城市空气中潜在生物恐怖袭击的努力提供了背景，并填补了对微生物持续存在的理解上的巨大空白。例如，撒哈拉沙漠的沙尘暴——以及随之而来的微生物——与当地脑膜炎爆发有关，并被追踪到横跨太平洋，导致珊瑚死亡和加勒比地区儿童哮喘增加。“进行微生物普查以了解我们呼吸的空气中有什么非常重要。我相信它会随着气候变化而变化，”安德森说。“我们可能会看到空气中非常不同的微生物种群，这可能会对健康产生一些影响。”
目前正在至少 30 个美国城市测试空气，安德森希望这项工作能够扩大。“海洋中心的情况如何？”他问道。“仅仅是从海面升上来的，还是生物的远距离传播？”无论如何，新鲜、干净、无细菌的空气比以前认为的要稀少得多。