Machen Mikroben Schnee?
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Anonim

Wissenschaftler entdecken Mikroben in Schnee, der aus verschiedenen Teilen der Welt entnommen wurde - und zeigen, wie Mikroorganismen der Katalysator sein können.

Mikroben können für Schnee und Regen verantwortlich sein. Sie sind sicherlich an einem Großteil des künstlichen Schnees beteiligt, mit dem Skigebiete die Winterrunden von Mutter Natur abdecken. Mikroorganismen, insbesondere Bakterien, produzieren in ihren Zellwänden Proteine, die Wasser binden - auch wenn sie tot sind. Tatsächlich binden sie Wasser so geordnet, dass Wassertropfen, die um eine Mikrobe gefrieren, fast die natürliche Gitterbildung von Eis widerspiegeln. Infolgedessen können Bakterien bei wärmeren Temperaturen zur Schneebildung beitragen, als dies sonst der Fall wäre. Dies erklärt, warum einige Skigebiete der Mischung in ihren Beschneiungsanlagen tote Mikroben hinzufügen. Und jetzt haben Wissenschaftler solche biologischen Fällungskatalysatoren in natürlichem Schnee entdeckt - an so weit entfernten Orten wie Montana und der Antarktis.

Der Mikrobiologe Brent Christner von der Louisiana State University in Baton Rouge und seine Kollegen sammelten Schneeproben an 19 verschiedenen Orten, darunter Bozeman, Mont., Die französischen Alpen, Ross Island in der Antarktis und ein Gletscher im Wheaton River Valley im Yukon. Sie fanden Mikroben in allen Proben und die höchsten Konzentrationen in den am wenigsten entfernten Gebieten.

Um festzustellen, ob diese Mikroben die Katalysatoren ihrer Schneeflockengefäße waren, setzte das Team sie Hitze sowie einem in Tränen enthaltenen Enzym aus, das bakterielle Zellwände durchstößt - beides verringert die Eisbildungsfähigkeit vieler Mikroben. Dann legten sie die Partikel in gereinigtes Wasser und stellten fest, dass sie Wasser bei wärmeren Temperaturen nicht mehr so ​​effektiv einfrieren konnten. "Wir würden nicht erwarten, dass die Wärmebehandlung Auswirkungen auf Staubpartikel hat", stellt Christner fest. "Es ist ein guter Beweis dafür, dass es proteinhaltig ist, dass es biologisch ist."

Dies beweist natürlich nicht, dass sich die Mikroben tatsächlich in den Wolken befanden und den Schneefall säten: "Nur weil wir einen Eiskeimbildner im Regen oder Schnee finden, heißt das nicht, dass er aus einer Wolke stammt; er könnte während des Niederschlags abgefangen werden." Sagt Christner. Andere Forscher, darunter der mikrobielle Ökologe Gary Andersen vom Lawrence Berkeley National Laboratory in Kalifornien, haben in der Luft über texanischen Städten bis zu 2.000 Arten von Mikroben gefunden.

"Es ist klar, dass sie in der Atmosphäre weit verbreitet sind", sagt Christner. "Wenn sie in der Atmosphäre sind, gibt es keinen Grund, warum sie nicht in Wolken geraten könnten."

Obwohl unklar bleibt, welche Mikroben am meisten für Schneefall oder Regen verantwortlich sind, ist ein führender Kandidat der Pflanzenpathogen Pseudomonas syringae, der Weizen, Mais und andere Pflanzen infiziert. Es ist ein Hauptschädling - und das Ziel genetischer Veränderungen -, da es sofortige Ernteschäden verursacht, wenn die Temperaturen unter den Gefrierpunkt fallen.

Es zeigt sich aber auch in Wolken mit diesem wasserorganisierenden Protein an den Zellwänden - ebenso wie Pilze, Pollen und eine Vielzahl anderer biologischer Teile, die dieselbe Eigenschaft aufweisen. "Es gibt eine Vielzahl von Organismen in der Natur, die diese Aktivität haben, die wir bisher noch nicht entdeckt haben", sagt Christner. Zum Beispiel können Algen im Ozean das lokale Wetter kontrollieren, indem sie eine flüchtige Verbindung freisetzen, die zur Förderung der Wolkendecke beiträgt.

Das bedeutet, dass Pseudomonas syringae und die anderen lebenden Mikroben in den Wolken sich möglicherweise selbst verewigen und ausbreiten, wenn es schneit oder regnet.

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