რა მოხდებოდა, ნისლი უბრალო ნოტიო ჰაერი კი არა, ცოცხალი ეკოსისტემა რომ ყოფილიყო?

სწორედ ეს კითხვა აწუხებდა ღრუბლების მეცნიერ ტი ტუუნგ ტუუნგ კაოს. Arizona State University-ის PhD სტუდენტმა ამ ცნობისმოყვარეობის გამო მიკრობიოლოგებისა და ქიმიკოსების კარებზე აკაკუნა, პენსილვანიაში ნისლის ნიმუშები გათენებამდე აგროვა და მიკროსკოპში საათობით იცქირა. ამ ყველაფერმა კი პასუხი აპოვნინა.

ASU-ს სამეცნიერო ჯგუფმა აღმოაჩინა, რომ ნისლის პაწია წვეთებში მოცურავე ბაქტერიები ცოცხალია, იზრდებიან და ჰაერში არსებულ ტოქსინებს შლიან.

კვლევა, რომელიც მაისში mBio ჟურნალში გამოქვეყნდა, ნისლზე ჩვენს წარმოდგენას ცვლის. ეს არც სტერილური ნისლია და არც უმოქმედო მიკრობების გროვა, ეს წყლის დროებითი საბინადრო გარემოა პატარა მეგობრებისთვის, რომლებიც ჩვენთვის სასუნთქ ჰაერს ასუფთავებენ.

სიცოცხლე ნისლში

მეცნიერებმა დიდი ხანია იციან, რომ ჰაერსა და ღრუბლებში ბაქტერიები დაცოცავენ. მაგრამ რას აკეთებენ იქ, ჯერ კიდევ გარკვეულწილად საიდუმლოდ რჩება — განსაკუთრებით ნისლში.

"ძალიან მწირი ცოდნა გვაქვს იმის შესახებ, თუ რა სახის ბაქტერიები გვხვდებიან ნისლებში, რომლებიც მიწის დონეზე არსებულ ღრუბლებს წააგავს", — ამბობს კაო, კვლევის მთავარი ავტორი.

პროექტის განმავლობაში კაო Molecular Sciences-ის სკოლაში PhD სტუდენტი იყო და შემდეგ დაამთავრა. ამჟამად ის Virginia Tech-ში პოსტდოქტორანტია.

მან ორ კითხვაზე გაამახვილა ყურადღება: რა სახის ბაქტერიები გვხვდებიან ნისლში? და აქტიურად იზრდებიან თუ არა ბაქტერიები ამ წვეთებში?

"თუ ისინი იზრდებიან, მაშინ წვეთები საბინადრო გარემო გამოდის. ეს კი შეხედულების ძირეული ცვლილებაა", — ამბობს კვლევის თანაავტორი ფერან გარსია-პიჩელი, ASU-ს Biodesign Center for Fundamental and Applied Microbiomics-ის დირექტორი.

რა არის წვეთი?

წვეთი წყლის პაწია ნაწილაკია — ადამიანის თმის სიგანის მეათედიდან ნახევრამდე — რომელიც ჩამოვარდნისთვის ძალიან მსუბუქია. ის წარმოიქმნება, როდესაც წყლის მოლეკულები რაიმე ნაწილაკს ეკვრის. ზოგჯერ ეს ნაწილაკი ქარით გადაადგილებული მიკრობია.

ჯგუფმა დაადგინა, რომ ბაქტერიებს ნისლის წვეთების 1%-ზე ნაკლები შეიცავს. მაგრამ ერთად აღებული, ეს სიცოცხლის გასაოცარ რაოდენობას წარმოადგენს.

"ყველა წვეთს ერთად თუ ავიღებთ, ბაქტერიების კონცენტრაცია ოკეანეში არსებულის ტოლია", — ამბობს გარსია-პიჩელი, ასევე ASU-ს School of Life Sciences-ის პროფესორი. ნისლის წყლის სასმელი კოვზის ოდენობა დაახლოებით 10 მლნ ბაქტერიას შეიცავს.

ერთი ჯგუფი განსაკუთრებით გამოირჩა: მეთილობაქტერიები. ნისლამდე შეგროვებული მშრალი ჰაერის ნიმუშები ამ ბაქტერიებს ნაკლები რაოდენობით შეიცავდა, ვიდრე ნისლის შემდეგ დაუყოვნებლივ შეგროვებული. ამან გააჩინა ვარაუდი, რომ ნისლი მათ რაოდენობას დროის მოკლე მონაკვეთში ზრდის.

მეთილობაქტერიები მარტივ ნახშირბადოვანი ნაერთებით — მათ შორის ფორმალდეჰიდის მსგავს საზიანო ქიმიკატებით — იკვებებიან. ფორმალდეჰიდი გავრცელებული დამაბინძურებელია, რომელიც ოზონის სმოგს უწყობს ხელს და ადამიანის ჯანმრთელობას აზიანებს.

კაოს მიერ მინდვრიდან და ლაბორატორიული ექსპერიმენტებიდან შეგროვებული ნიმუშები გვიჩვენებს, რა ხდება ნისლის წვეთებში.

"მიკროსკოპით ვაკვირდებოდით და დავინახეთ, რომ ბაქტერიები დიდდებიან და იყოფიან, ანუ ზრდა ხდება", — ამბობს კაო — "ასევე გავარკვიეთ, რომ ზრდისთვის საკვებად ფორმალდეჰიდს იყენებენ".

გასაოცარია, რომ ბაქტერიები ფორმალდეჰიდს იმდენად სწრაფად ანეიტრალებდნენ, რომ მეცნიერებს ეჭვი გაუჩნდათ — მხოლოდ ჭამა ხომ ვერ ხსნის ამას? აღმოჩნდა, რომ მაღალ კონცენტრაციებში ფორმალდეჰიდი თავად ბაქტერიებისთვისაც ტოქსიკურია, ამიტომ ისინი მას ნახშირმჟავა გაზად შლიან — საკვებადაც იყენებენ, დანარჩენს კი ანეიტრალებენ. ეს მიკრობებისთვისაც და ადამიანებისთვისაც სასარგებლოა.

ნისლის შეგროვება

ნისლის შესწავლა რთული საქმეა. ბაქტერიების ცვლილების საათობით დასაკვირვებლად მეცნიერები ნისლამდე, ნისლისას და შემდეგ, ერთი და იგივე ჰაერის ნიმუშის შეგროვებას ცდილობენ, მაგრამ ხშირად ქარი ყველაფერს რევს.

ჯგუფმა ეს პრობლემა რადიაციული ნისლის შესწავლით გადაჭრა — ეს ნისლის ის სახეობაა, რომელიც მყუდრო ჰაერში წარმოიქმნება. ღამით, როდესაც მიწა სითბოს კარგავს და ცივდება, მასთან ახლოს ჰაერიც ცივდება — და წყლის ორთქლი მიწასთან ახლოს ნისლად გარდაიქმნება. ეს ჩვეულებრივ ტენიან, დაბლობ ხეობებში ხდება.

ნიმუშების შეგროვებისთვის კაო თანამშრომლობდა Susquehanna University-ის ასოცირებულ პროფესორ დერეკ სტრაუბთან პენსილვანიაში, სადაც Susquehanna მდინარის სიახლოვეს ამ ტიპის ნისლია გავრცელებული. ნისლის პროგნოზამდე რამდენიმე საათით ადრე კაო აღჭურვილობის გასაშლელად მინდვრისკენ მიემართებოდა და საათობით ელოდებოდა. ზოგჯერ ნისლი საერთოდ არ ჩნდებოდა. როგორც კი ჩნდებოდა, ვენტილატორს იყენებდა ნოტიო ჰაერის შესასრუტად, წვეთების დასალექად და წყლის შესაგროვებლად. შემდეგ ელოდებოდა ნისლის გაფანტვას, რომ იმავე ჰაერის ნიმუში შეეგროვებინა. პროცესს ხუთ საათზე მეტი სჭირდებოდა.

ნისლიანი მომავალი

ნისლი უფრო მნიშვნელოვანია, ვიდრე გვეგონა. ეს რეალურად წყლის საბინადრო გარემოა, სადაც ტოქსინების მჭამელ მიკრობებს ჰაერის გასუფთავების საშუალება ეძლევა. ამ აღმოჩენას რამდენიმე სფეროში შეიძლება ჰქონდეს გავლენა.

მაგალითად, ზოგი ნისლს სასმელი წყლის წყაროდ განიხილავს და ხშირად მას სუფთა და უსაფრთხოდ წარმოაჩენს. მაგრამ ეს კვლევა ვარაუდობს, რომ ის, წყლის სხვა წყაროების მსგავსად, გასუფთავებას საჭიროებს.

მეცნიერები ამბობენ, რომ დამატებითი კვლევებია საჭირო იმის გასარკვევად, ნისლის ჰაერის გამწმენდი როლი ადამიანებისთვის უფრო სასარგებლოა, თუ მისი სასმელ წყლად გამოყენება.

"ნისლს თუ ვიყენებთ, ჩვენს პაწია მეგობრებს ჰაერიდან ვაშორებთ", — ამბობს გარსია-პიჩელი — "არ ვიცით, ეს დიდ გავლენას მოახდენს თუ არა, მაგრამ ეს უნდა გავითვალისწინოთ".

შედეგებმა ასევე შეიძლება გავლენა მოახდინოს იმაზე, როგორ იგებენ და პროგნოზირებენ მეცნიერები ამინდსა და კლიმატს.

"მნიშვნელოვანია, გავითვალისწინოთ, რომ ბაქტერიები ქიმიურ რეაქციებს რომ ასტიმულირებენ, ამასთანავე ამ წვეთებში იზრდებიან. ამან შეიძლება სურათი შეცვალოს — კატალიზატორობასთან ერთად, მათ სხვა აქტიურობაც აქვთ. ეს ჩვენს მთელ დღევანდელ მოდელირებას შეიძლება ცვლიდეს", — ამბობს კაო.

"ღრუბლებში ბიოლოგიური აქტიურობის შესწავლა შედარებით ახლახან დაიწყო, ამიტომ ბევრი რამ ჯერ კიდევ გაურკვეველია", — დასძენს კვლევის თანაავტორი, Molecular Sciences-ის სკოლის პროფესორი პიერ ჰერკესი — "მაგალითად, ღამით, ატმოსფეროში ბევრი ქიმიური რეაქცია არ მიმდინარეობს — ქიმია ძირითადად მზითა და შუქით იმართება. მაგრამ თუ ბაქტერიები ღამითაც აქტიურობენ, ისინი შეიძლება მნიშვნელოვანი იყვნენ".

ნამდვილად საოცარია, რამდენია ჯერ კიდევ გასარკვევი ნისლსა და ღრუბლებში ამ მინიატურული სამყაროების შესახებ. ნისლში სხვა ბაქტერიებიც არსებობენ? და ეს დამოკიდებულია ადგილზე, სადაც ნისლი ყალიბდება? სხვა ბაქტერიები რას ჭამენ? და როგორ მოქმედებს ეს ყველაფერი ჰაერის ხარისხზე?

"შესაძლებლობები ისეთივე უსაზღვროა, როგორც ცა", — ამბობს გარსია-პიჩელი.