新的科学追踪烟雾中的微生物

新科学探索野火烟雾中的微生物和扩散的生态影响

勒达Kobziar 没想到她的生态学研究会进入对流层. 的 365滚球官网火灾科学 教授没有想到发表一篇关于微生物在野火烟雾中传播的论文会改变火灾科学界的游戏规则.

然而，在过去的几年里, Kobziar的名字已经成为一个新的生态研究领域的代名词 pyroaerobiology. 这是她创造的一个名字，用来描述对森林火灾烟雾中发现的活微生物的研究. 她的作品出现在国内和国际媒体上，并在几家期刊上发表.

Kobziar说:“人们对烟雾研究的兴趣是疯狂的。.

与佛罗里达大学和科罗拉多矿业学院的科学家合作, Kobziar的大学团队, 包括本科生, 研究生和博士后, 探讨了在野火期间，空气中细菌和真菌被扔进大气的生态和病理影响. 她的团队发现了一千多种不同的生物在烟雾波中冲浪.

下一步, 说Kobziar, 是确定微生物能在烟雾中存活多久, 他们能走多远, 以及它们对自然系统的影响.

“水体上的烟雾会对水生生态系统产生影响吗?科布齐亚问道. “烟雾是否会传播影响人类和农作物的致病微生物, 或者它是在运输对土壤功能至关重要的有益生物?”

早期研究

大约20年前，人们首次研究了烟雾可能是活微生物来源的想法, 当德克萨斯的父女队, 福雷斯特和萨拉·米斯, 发表在《365滚球官网》上的一篇论文表明，远处野火产生的烟雾中存在可存活的真菌孢子.

米姆斯夫妇利用在墨西哥湾沿岸上空放飞的风筝采集空气样本. 他们在墨西哥Yucatán森林火灾产生的烟雾中发现了细菌和真菌.

米姆夫妇的发现并没有得到很好的宣传, 大多数科学家认为烟太热了, 气体和有毒来维持生物体——直到Kobziar和她的团队证明, 再一次, 微生物可以在烘烤过程中传播, 燃烧森林和草原的挥发性烟雾.

因为热空气学是很新的, Kobziar的团队不断开发从烟雾中收集微生物的新方法. 非尼哈Lampman, 博士生, 无人机飞行员和前消防员，他在总部长大, 爱达荷州, 修改无人机使用铝棒股票附加小型泵和管道. 这种机制通过过滤器吸收野火烟雾，从而收集空气中的真菌和细菌.

似乎有无数的问题有待解答.勒达Kobziar教授

兰普曼说:“没有任何既定的方法可以做到这一点。. “我们总是想出新的或更好的方法来进行实验, 这就是它有趣的地方.”

到目前为止, Kobziar和同事们发现，从佛罗里达州燃烧的森林中收集的烟雾样本中，超过80%的微生物是活的. 用无人机从落基山脉西部极端激烈的火灾中收集的额外样本发现，60%的微生物在烟雾弥漫的高速公路的高温下幸存下来.

她估计，每2个月就有40万亿到100多万亿个微生物被释放到大气中.5英亩的土地在低到中等强度的大火中被烧毁.

“这意味着预计更大的火灾会调动更多的微生物,Kobziar说.

研究人员发现，微生物聚集在燃烧的植物或土壤物质的空气颗粒上. 他们了解到大气中的微生物促进了水的凝结和冻结. 通过充当成冰核的粒子, 微生物团块可以影响降水和改变天气.

烟雾科学的新领域

汉娜格里芬, 在北365滚球官网学习并打算从事医学事业的人, 她通过INBRE (IDeA生物医学研究网络)奖学金加入了Kobziar的团队，这让她对微生物学有了独到的见解.

格里芬正在探索在烟雾中发现的微生物是否比在非烟雾空气中发现的微生物具有更高的耐热性和干燥性.

“我们的假设是，在烟雾中发现的微生物更能忍受高温和干燥,格里芬说。. “在与这个团队合作之前，我没有考虑过烟雾和热量如何影响微生物的适应.”

最近被大火烧焦的土地看起来像是荒地，因为对植物健康和氮处理至关重要的微生物严重减少. 但新的科学研究表明，烟雾可以将细菌和真菌转移到贫瘠的地区, 本质上是用新的微生物“重新播种”这些地方.

烟雾传播的微生物适应和迁移的过程可能已经发生了数亿年, Kobziar说.

她说:“火就像微生物火山一样，以这种方式影响着世界。. “这改变了我们对火在地球上的作用及其对大气过程的影响的看法.”

她和她的同事们推测，烟雾可能是微生物群的临时避难所.

她说:“这些都是我们接下来的工作将试图解开和检验的东西。. “似乎有无数的问题有待解答.”

本文由 拉尔夫Bartholdt大学传媒.

照片及视频由 梅丽莎·哈特利、视觉制作.

视频编辑 加勒特布里顿、视觉制作.

出版于2022年9月.