Mengingat angin yang berlaku, David J. Smith menduga sampel udara yang dikumpulkan di atas gunung berapi aktif di Oregon akan penuh dengan tanda tangan DNA dari mikroorganisme mati dari Asia dan Samudra Pasifik. Dia tidak berharap ada yang bisa selamat dari perjalanan melalui atmosfer atas yang keras ke stasiun penelitian di Mount Bachelor Observatory, di ketinggian 9.000 kaki.
Konten terkait
- 11 Alasan untuk Mencintai Bakteri, Jamur dan Spora
- Ilmuwan Menemukan Kehidupan di Air Terjun Darah Red Antartika
"Saya pikir kita pada dasarnya hanya mengumpulkan biomassa mati, " kata Smith, seorang ilmuwan penelitian dengan Ames Research Center NASA.
Tetapi ketika timnya sampai di laboratorium dengan sampel, diambil dari dua bulu debu besar pada musim semi 2011, mereka menemukan sekelompok pejalan kaki yang berkembang pesat. Lebih dari 27 persen sampel bakteri dan lebih dari 47 persen sampel jamur masih hidup.
Pada akhirnya, tim mendeteksi sekitar 2.100 spesies mikroba, termasuk jenis Archea yang sebelumnya hanya diisolasi di lepas pantai Jepang. “Dalam pikiran saya, itu adalah senjata merokok, ” kata Smith. Asia, seperti yang dia suka katakan, telah bersin di Amerika Utara.
Mikroba telah ditemukan di langit sejak Darwin mengumpulkan debu berangin di atas HMS Beagle 1.000 mil sebelah barat Afrika pada tahun 1830-an. Tetapi teknologi untuk analisis DNA, pengumpulan ketinggian tinggi dan pemodelan atmosfer memberi para ilmuwan pandangan baru tentang kehidupan yang ramai di atas Bumi. Sebagai contoh, penelitian terbaru menunjukkan bahwa mikroba adalah pemain tersembunyi di atmosfer, membuat awan, menyebabkan hujan, menyebarkan penyakit antar benua dan bahkan mungkin mengubah iklim.
"Saya menganggap atmosfer sebagai jalan raya, dalam arti paling harfiah dari istilah itu, " kata Smith. "Ini memungkinkan pertukaran mikroorganisme antara ekosistem yang terpisah ribuan mil, dan bagi saya itu konsekuensi ekologis yang lebih mendalam, kita masih belum sepenuhnya membungkus kepala kita."
Mikroba di udara berpotensi berdampak besar pada planet kita. Beberapa ilmuwan mengaitkan wabah kaki dan mulut 2001 di Inggris dengan badai raksasa di Afrika utara yang membawa debu dan kemungkinan spora penyakit hewan ribuan mil ke utara hanya seminggu sebelum kasus yang dilaporkan pertama kali.
Virus Bluetongue, yang menginfeksi hewan peliharaan dan liar, pernah ada hanya di Afrika. Tapi sekarang ditemukan di Inggris, kemungkinan akibat angin yang kencang.
Para ilmuwan yang meneliti penurunan terumbu karang di hamparan Karibia yang hampir murni menunjukkan debu dan mikroba yang menyertainya, yang teraduk selama badai debu Afrika dan terbawa ke barat, sebagai biang keladinya. Jamur tertentu yang membunuh penggemar laut pertama kali tiba pada tahun 1983, kata para peneliti, ketika kekeringan di Sahara menciptakan awan debu yang melayang melintasi Atlantik.
Di Texas barat, peneliti dari Texas Tech University mengumpulkan sampel udara melawan angin dan angin dari sepuluh tempat pemberian pakan ternak. Mikroba resisten antibiotik adalah 4.000 persen lebih lazim dalam sampel melawan angin. Philip Smith, seorang profesor di bidang ekotoksikologi terestrial, dan Greg Mayer, seorang profesor di bidang toksikologi molekuler, mengatakan penelitian ini menetapkan dasar untuk penelitian lebih lanjut.
Mereka telah menyelesaikan studi kelayakan yang akan dirilis pada awal 2016 dan ingin melihat pertanyaan-pertanyaan tentang sejauh mana perjalanan partikel dan apakah resistensi dapat ditransmisikan ke bakteri asli. Antibiotik, catatan Mayer, ada di alam jauh sebelum manusia meminjamnya. Tetapi apa yang terjadi ketika mereka terkonsentrasi di beberapa tempat, atau menyebar di atas angin?
Yang jelas adalah ada jauh lebih banyak mikroba di tempat-tempat yang jauh lebih tidak ramah daripada yang diperkirakan para ilmuwan.
Para peneliti dari Institut Teknologi Georgia, didukung oleh hibah penelitian NASA, memeriksa sampel udara yang dikumpulkan oleh pesawat yang terbang selama badai mil di atas Bumi. Mereka menemukan bahwa sel-sel hidup menyumbang sekitar 20 persen dari mikroba badai-melemparkan.
"Kami tidak berharap menemukan begitu banyak sel bakteri yang hidup dan utuh pada ketinggian 10.000 meter, " kata Kostas Konstantinidis, seorang ahli mikrobiologi di Institut Teknologi Georgia.
Konstantinidis dan timnya secara khusus tertarik pada bagaimana mikroba berkontribusi pada pembentukan awan dan presipitasi. Nukleus dalam bakteri di udara memulai kondensasi. Beberapa ilmuwan sekarang percaya mikroba mungkin memainkan peran utama dalam meteorologi. "Mereka memiliki potensi besar untuk mempengaruhi pembentukan awan dan iklim, " tambah Konstantinidis.
Sementara itu, Smith tertarik dengan bagaimana mikroba bertahan hidup atau mungkin memperbaiki diri setelah perjalanan berhari-hari dalam radiasi yang keras dari atmosfer atas. Sebuah proyek NASA, EMIST (Paparan Mikroorganisme di Stratosfer), yang dipelopori oleh Smith, telah dua kali membawa bakteri pembentuk spora hingga 125.000 kaki di atas gurun New Mexico menggunakan balon untuk menyelidiki kelangsungan hidup mereka.
Bagi NASA, pekerjaan itu terkait dengan perlindungan planet. Jika sebuah pesawat ruang angkasa yang terkontaminasi dengan bakteri Bumi mencapai Mars — yang memiliki kondisi yang mirip dengan stratosfer Bumi — dan bakteri itu bertahan, itu dapat mempersulit pencarian bukti kehidupan di Mars atau bahkan membunuh mikroba asli, jika ada.
Tetapi juga memiliki kemungkinan yang jauh lebih luas. Seperti para peneliti sebelumnya yang menjelajahi hutan hujan untuk mencari obat ajaib, suatu hari nanti para peneliti dapat menemukan obat-obatan pada penduduk yang sangat kecil di atmosfer. Mungkin bakteri atmosfer dapat memberi kita tabir surya terbaik dan perlindungan terhadap radiasi.
"Luar biasa bahwa organisme yang dapat bertahan hidup dalam lingkungan yang keras dalam banyak kasus adalah sel tunggal, " kata Smith. "Bagaimana mereka melakukan apa yang mereka lakukan?"
Balon ilmiah mengadakan eksperimen Mikroorganisme Eksposisi NASA di Stratosphere (E-MIST) sesaat sebelum diluncurkan 24 Agustus 2014. Eksperimen itu memaparkan bakteri Bumi ke atmosfer atas untuk mengetahui apakah mereka dapat selamat dari kondisi yang keras. (NASA)
