Бактерии-путешественники: микробы способны перемещаться по воздуху на тысячи километров

Бактерии — крохотные существа, и многие считают, что они очень просто устроены. Конечно, каждая бактерия — это всего лишь одна клетка, у которой нет отдельных частей тела, вроде ног или рук, нет глаз и носа, нет даже клеточного ядра.

Но каким-то образом бактерии выживают и умудряются процветать с такими, казалось бы, ограниченными размерами и возможностями, да к тому же находить целое множество оригинальных решений для облегчения собственной жизни.

Например, чтобы двигаться — то есть влиять на свое положение в пространстве самостоятельно, а не дожидаясь попутного течения, — бактерии придумывают самые удивительные ухищрения. Конечно, вы уже наверняка слышали о жгутиках бактерий.

А что такое твитчинг? И как можно сдвинуть себя с места с помощью сахаров? Давайте присмотримся к бактериям чуть ближе. И сразу обратим внимание на то, из чего бактерии собирают себе средство передвижения.

Среди подвижных бактерий больше всего тех, кто для движения использует белковые молекулы. Как они их применяют? Многие бактерии синтезируют специальные белки, из которых собирают подвижную ниточку — жгутик (рис. 1).

Жгутик состоит из трех частей — филамента (собственно нити), крюка и базального тела. Каждая из этих частей сложена из белков.

У хорошо изученной бактерии — кишечной палочки — белки, образующие филамент, называют флагеллинами и обозначают буквами Flg, Fli, Flh (от латинского слова flagellum — жгутик). Флагеллины складываются в нить, которая с помощью крюка крепится к базальному телу.

Базальное тело — это что-то вроде якоря, который прочно закреплен в клеточной оболочке и может свободно вращаться по часовой стрелке или против. У бактерий может быть один или несколько жгутиков.

Какие виды движения обеспечивает жгутик? Если бактерия находится в жидкой среде, то жгутик помогает ей плыть. Плавание — это самый быстрый способ передвижения.

Причем, бактерия может неплохо управлять своим движением, меняя направление вращения базального тела: вращение базального тела по часовой стрелке толкает клетку в направлении от жгутика, а биения против часовой стрелки тянут клетку вслед за жгутиком.

А теперь представьте размахивание жгутиками на твердой поверхности, смоченной жидкостью. Бактерии будут не плыть, а расползаться в одной плоскости. Такое движение называется роением. Роение чаще бывает у бактерий, живущих в крупных колониях, — подвижные бактерии, находящиеся с краю, пытаются отодвинуться как можно дальше и основать свои собственные колонии.

Бактерии-путешественники: микробы способны перемещаться по воздуху на тысячи километров

Рисунок 2. Движение с помощью подтягивания к месту прикрепления пили.

Бактерии могут также создавать более короткие и просто устроенные нити, чем жгутики, — пили. Клетка может с помощью пили прикрепиться к чему-нибудь твердому, а потом подтянуться к месту крепления, разбирая эту нить, начиная от места крепления пили к клетке (рис. 2).

Можно сказать, что клетка перемещается рывками. Подобный способ движения у одной клетки называется твитчинг (англ. twitch — дергать, тащить).

А если так действует несколько скрепленных друг с другом бактерий, то они дружно скользят по твердой поверхности.

В оболочках клетки могут быть разнообразные белковые комплексы, например, обхватывающие клетку кольца из белков. Эти кольца крутятся, как гусеницы у гусеничного трактора, и помогают бактерии скользить по твердой поверхности. Такой способ подвижности есть у бактерии Flavobacterium johnsoniae.

У других бактерий есть белки, расположенные вдоль всей поверхности клетки. Эти белки создают продольные волны, и бактерия извивается и плывет в водной толще или скользит на твердом субстрате.

Очень многие микроорганизмы способны двигаться, но вот конкретный механизм или набор из нескольких механизмов у каждой специфичен. Поэтому, например, и говорят, что такое строение жгутика характерно для кишечной палочки, а у другой бактерии, тоже плывущей с помощью жгутика, все может быть устроено иначе — и ученые исследуют каждую бактерию по отдельности.

Как вы, наверное, заметили, пока что описанные способы движения позволяли бактерии плыть или скользить в зависимости от того, где она находится, — в жидкости или на твердой поверхности. Но скольжение может быть и единственным доступным способом передвижения.

Сахарный след

Многие бактерии выделяют наружу сахара. Смешиваясь с водой, сахара образуют слизь. Слизь облегчает движение клеток по твердой поверхности при использовании жгутиков.

Однако и сама слизь может быть источником движения. Представьте себе, что вы надуваете воздушный шарик. Внезапно шар вырывается из ваших рук и улетает под силой струи воздуха, резко выходящей из шарика. Подобным образом могут толкать себя и бактерии.

Бактерии вида Oscillatoria princeps (рис. 3, слева) живут, объединяясь в длинные нити. Хотя каждая клетка представляет собой самостоятельный организм, они соединены вместе внешней прозрачной капсулой, которая тоже производится из сахаров.

На клетках возле места их соединения друг с другом есть контактные поры, расположенные под углом к поверхности нити (рис. 3, справа). Часть из них повернута к одному концу нити, другая половина к другому.

Слизь подается в одном направлении и поступает в канал, образованный из белков на поверхности клеток.

Канал оборачивается вокруг клеток по спирали, текущая по нему слизь запускает вращение клеток, и вся нить скользит по твердой поверхности, подобно штопору — такой способ движения называется «подвижность с помощью реактивной струи».

Выделение сахаров из специальных пор или биение жгутиков — это активные способы передвижения клетки. Бактерия взаимодействует с окружающей средой и активно отталкивается от воды или твердой поверхности. Но существует и пассивная подвижность, когда изменения внутри клетки приводят к ее перемещению благодаря внешним силам, например, току воды.

Газовые баллоны

Бактерии могут изменять свою плавучесть, накапливая внутри атмосферный воздух.

Воздух все время диффундирует в толщу воды, а бактерии могут специально отбирать и накапливать молекулы разных газов в специальном баллоне, сложенном из белка.

Таким образом клетка меняет свою плотность, начинает весить меньше и всплывает, выталкиваемая архимедовой силой. Если бактерии затем нужно погрузиться обратно, она может избавиться от воздуха или накопить внутри себя тяжелые сахара.

В какую сторону плыть?

Чтобы оказаться в самых подходящих для себя условиях, многие бактерии передвигаются не случайным образом, а целенаправленно, приближаясь к какому-нибудь приятному для себя объекту (например, еде или свету) или отплывая как можно дальше от неприятного (например, молекул, выделяемых другими бактериями).

Такое целенаправленное движение называется таксисом. Чтобы распознавать сигналы из внешнего мира, бактерия синтезирует специальные белки — рецепторы, которые располагаются у нее на поверхности. Каждый вид рецепторов реагирует на свой стимул — молекулы еды, свет и так далее.

Обнаружив свой стимул, рецептор передает сигнал о нем внутрь клетки.

Но сигнал, передаваемый рецептором, говорит только о том, что желанный объект есть где-то рядом, но не сообщает, с какой именно стороны от бактерии он находится. И чтобы найти еду, бактерии приходится хитрить. Почуяв пищу, бактерия плывет несколько миллисекунд с помощью жгутика в случайном направлении.

Если во время движения сигнал ослабевает, бактерия резко останавливается, вновь делает поворот и пробует плыть в другую сторону. Если в этот раз сигнал от пищи усиливается, то бактерия проплывает в эту сторону большее расстояние. Таким образом, почти что играя в «горячо-холодно», бактерия достигает цели (рис.

 4).

Бактерии-путешественники: микробы способны перемещаться по воздуху на тысячи километров

Рисунок 4. Движение бактерии в направлении привлекающей ее пищи.

Если у клетки нет жгутика, то двигаться целенаправленно ей куда труднее. Но и тут можно что-то придумать. Например, газовые баллоны внутри клетки смещают бактерию вверх и вниз, то приближая ее к поверхности водоема, кислороду и свету, то погружая на дно.

Микроигра

Попробуйте расшифровать четыре слова, связанных с микробиологией, прослеживая движение бактерий к еде.

Каждая бактерия начинает двигаться от буквы, на которую указывает исходящая от бактерии стрелка. Затем бактерия меняет направление движения, согласно маленькой черной стрелочке у буквы.

Если бактерия приближается к еде (красная точка), то она проплывает три клеточки (по горизонтали, вертикали или диагонали напрямую), снова поворачивает согласно направлению стрелки на этой клеточке и так далее.

Если бактерия плывет в противоположную от еды сторону, она сдвигается только на одну клеточку. Если движение скорее нейтрально, то бактерия проплывает две клеточки.

Все ли из найденных слов вам знакомы?

Бактерии-путешественники: микробы способны перемещаться по воздуху на тысячи километров

Источник: https://biomolecula.ru/articles/dvizhenie-bakterii

Воздушно-капельные пути

Вирусы могут перемещаться на сотни тысяч километров вместе с частичками пыли и каплями влаги. Означает ли это, что в любой момент смертоносные инфекции могут обрушиться нам на голову прямо с неба?

Величественный хребет Сьерра-Невада расположен в Андалусии, на юге Пиренейского полуострова.

В этих горах — самый южный горнолыжный курорт в Европе, но еще больше они славятся тем, что здесь проходит так называемый глобальный пояс пыли — ветра доносят сюда шлейф из самых пыльных областей Восточного полушария: западного побережья Северной Африки, Ближнего Востока, Центральной и Южной Азии, даже из Китая.

На высоте примерно 3 тысяч метров на пике Велета ученые из Университета Британской Колумбии (Канада) установили анализаторы — ловушки для пыли и аэрозоля — смеси газа, частичек пыли и пара.

Их целью было посмотреть, в каком виде живые организмы — бактерии, грибы и вирусы — способны преодолевать большие расстояния «верхом» на пылевых частицах. Каково же было удивление ученых, когда они нашли не мертвых, а вполне себе живых и бодрых микробов.

За день в сборник попали миллионы бактерий и примерно миллиард вирусов.

— Свыше 20 лет мы пытались понять, каким образом вирусы с одного континента перемещаются на другой,— говорит автор исследования Кертис Саттл.— Мы находили генетически идентичные вирусы в самых разных уголках планеты, и вот теперь загадка разгадана.

По словам соавтора исследования, специалиста по экологии микроорганизмов из Гранадского университета в Испании Исабель Рече, со временем это глобальное переселение микроорганизмов будет все более интенсивным: из-за изменения климата усиливается эрозия почв, растет количество ураганов.

По всей вероятности, после перемещения в пространстве бактерии и вирусы спускаются из верхних слоев атмосферы на поверхность земли с дождем и пылевыми бурями. То есть в буквальном смысле сыплются на нас с неба.

Новые горизонты

Пока ученые не могут сказать, какие именно вирусы попали к ним в «сети» в горах Испании, но, по предварительным оценкам, подавляющее большинство этой биомассы — бактериофаги, вирусы, которые разрушают бактерии. Но что, если среди них окажутся болезнетворные вирусы, способные вызвать эпидемии?

— Вопрос в том, выживет вирус в новых условиях или нет,— говорит Кертис Саттл.— Чаще всего это зависит от того, найдет ли он себе «хозяина» на новом месте.

Подозрение, однако, существует давно. Уже в 2001 году некоторые ученые объясняли вспышку ящура в Великобритании гигантской бурей на севере Африки, которая перенесла пыль, а вместе с ней и вирус ящура на тысячи миль к северу. Буря произошла всего за неделю до того, как были выявлены первые случаи заболевания в Британии.

А совсем недавно, осенью прошлого года, во время вспышки коронавируса MERS-CoV в Саудовской Аравии, врачи предупреждали, что инфекция может переноситься с порывами ветра: вирус разносят летучие мыши и крыланы, которые заражают верблюдов. Их испражнения впитываются в песок и пыль, а затем разносятся ветром. По этой причине россияне, которые планируют отправиться в эту страну, должны были проявлять бдительность, особенно оказавшись на природе.

Бактерии-путешественники: микробы способны перемещаться по воздуху на тысячи километров

— Могут ли переноситься патогенные вирусы на большие расстояния — вопрос абстрактный,— пояснил «Огоньку» завкафедрой инфекционных болезней и эпидемиологии РНИМУ им. Н.И. Пирогова, главный инфекционист ФМБА России Владимир Никифоров.— Все зависит от вида вируса и его жизнестойкости. Большинство быстро погибает вне организма, как, например, тот же вирус гриппа.

Но есть и такие, которые могут выживать в течение нескольких дней и месяцев. К этим долгоживущим инфекциям относятся вирус гепатита В и вирус бешенства. В целом, однако, нынешнее исследование зарубежных коллег не должно вызывать паники, потому что доля патогенных вирусов в общем числе вирусов, путешествующих в атмосфере, составляет не более одной тысячной процента.

Стоит отметить, что диапазон жизнестойкости у микроорганизмов чрезвычайно широк. Так, бактерии сибирской язвы чрезвычайно опасны для человека именно потому, что их споры могут жить в земле столетиями. При этом есть бактерии, которые погибают, едва выпав из привычных условий обитания (к таким, например, относится бактерия хеликобактер, которая вызывает язву желудка).

Вирусы в этом отношении — более хрупкие, что в первую очередь связно с их строением. Вирус состоит всего из одной молекулы нуклеиновой кислоты, которая хранит генетическую информацию.

У него нет аппарата для самовоспроизведения, поэтому он размножается, только паразитируя на клетках зараженного организма. Зато, покидая своего «хозяина», вирусы, как правило, быстро утрачивают жизнестойкость: перегреваются, высыхают и теряют способность заражать.

При этом именно перегрев для вирусов — один из наиболее губительных факторов. Скажем, при температуре 37 градусов они еще «чувствуют» себя вполне сносно. А вот при жаре, когда температура тела поднимается до 38-39 градусов, вирусы погибают.

Читайте также:  Плеврит: симптомы, лечение, диагностика

Это, кстати, и объясняет, почему не надо сбивать не очень высокую температуру — нужно дать вирусам погибнуть, а не создавать комфортные условия для размножения.

Зато даже при низких температурах они неплохо выживают, и это дает ответ на другой популярный вопрос: почему зимой к нам привязывается то вирус гриппа, то герпеса.

— Все вирусы лучше хранятся при максимально низких температурах,— рассказывает «Огоньку» профессор Николай Львов, руководитель лаборатории герпес-вирусов Института микробиологии и эпидемиологии им. Гамалеи, в прошлом хранитель коллекции вирусов.

— Не случайно люди, которые страдают от неизлечимой болезни и мечтают воскреснуть, когда эти болезни научатся лечить, просят поместить их в жидкий азот — в этом материале клетки могут храниться миллионы лет. Даже в расхожих триллерах про инопланетян есть доля правды. Мы не знаем, что происходило на Земле тысячи лет назад.

Не исключено, что и во льдах Антарктики могут скрываться некие инфекции, которые останутся жизнеспособны, когда их высвободит таяние льдов.

Вместе с тем способность вирусов к размножению после попадания в новый организм зависит не только от переохлаждения, но и от злоупотребления антибиотиками, которые подавляют иммунитет, а еще от стрессов, смены часовых поясов, переездов с места на место…

Смена традиций

«Каждая капелька океана действительно содержит огромное количество вирусов, не способных вызвать заболевание человека,— комментирует работу испанских и канадских микробиологов заведующий лабораторией эпидемиологии природно-очаговых инфекций ЦНИИ эпидемиологии Роспотребнадзора Александр Платонов.

— Ветром брызги воды уносятся на сотни километров, вместе с микроорганизмами — это логично. Но с точки зрения эпидемиологии это значения не имеет. Если морской воздух перелетит горы, то ничего болезненного он с собой не потащит. Но вот если больной человек закашляет, то вокруг него образуется облачко вирусов, которое осядет на ближайшее окружение.

Однако никакой ветер ни в Испанию, ни в Америку это облачко не унесет.

Намного опаснее, с точки зрения ученых, традиционные способы миграции вирусов — в организмах носителей, которые в условиях глобального мира перестают поддаваться контролю.

— Вот представьте, что человек болеет, скажем, герпесом губ,— рассуждает Николай Львов.— Он лечит его специальной противовирусной мазью, но назавтра должен лететь на другой конец земли, допустим, в Новую Зеландию.

Там он активно общается с людьми, а известно, что капельки слюны при разговоре разлетаются на метр, при кашле — уже на 2 метра. И пожалуйста, контактировавшие с ним заразились герпесом, а поскольку он применял мазь, то еще и устойчивым вирусом герпеса.

Вот в этом случае мы можем говорить про миграцию вируса — через человека.

Бактерии-путешественники: микробы способны перемещаться по воздуху на тысячи километров

Высокая мобильность людей и потрясающая скученность населения — вот основные козыри вирусов. Например, каждый вирус гриппа несет в себе 9-10 фрагментов генома и может обмениваться ими с другими вирусами.

Таким образом, получается астрономическое число фрагментов генома вирусов гриппа. И именно потому так трудно создать вакцину против этого заболевания.

При этом вирусы могут заимствовать генетическую информацию как у человека, так и у птиц и животных, что делает их фактически неуязвимыми для современных лекарств.

— Обычно грипп существует как зоонозная (передающаяся от животного к животному) инфекция, в местах больших скоплений птиц,— объясняет Александр Платонов.— Птицы мигрируют, летят через горы, через моря в другие страны, заражают других птиц, иногда млекопитающих.

  В результате мутационного процесса образуются новые варианты вируса гриппа, способные заражать и человека, причем к ним у нас пока нет иммунитета. Люди контактируют с ними, заболевают и становятся сами источником инфекции. И чем населеннее местность, тем больше вероятность заболеваний.

Разных, не только гриппа.

Традиционно свой поход грипп всегда начинал из Юго-Восточной Азии — именно здесь больше всего птиц — разносчиков этого вируса. И именно через Азию проходят пути перелетных птиц. Так называемый свиной грипп тоже начал свой путь оттуда же.

Его, кстати, правильнее назвать калифорнийским, чтобы не вводить в заблуждение. По словам профессора Платонова, в принципе, все вирусы гриппа можно считать свиными, поскольку, прежде чем «перекинуться» от птиц к млекопитающим — человеку, они сначала «обживаются» на свиньях.

Пожив в них, мутируют и приобретают способность заражать людей.

Победить зоонозные инфекции практически невозможно, в отличие от тех, что передаются от человека к человеку.

Например, когда мы прививаемся от полиомиелита или кори, то одной прививкой защищаем не только себя, но и других людей, которых могли бы заразить.

Но если вирус живет в животном, то вакцинация уже не столь эффективна, потому что не будешь же прививать всех мышей, обезьян, свиней, кур и клещей.

Сейчас ученые ВОЗ создают карты перемещения инфекций, пытаясь найти новые закономерности распространения заразы.

Источником все новых и новых разновидностей обычного человеческого гриппа долгое время, как отмечалось выше, оставалась Азия, откуда инфекция волнами распространялась по планете и примерно через год затухала в Южной Америке.

Сегодня традиционная картинка миграции вирусов уже не столь четкая, что, возможно, тоже связано с глобальным изменением климата.

Полное собрание

— Мы собрали более 30 тысяч единиц хранения в государственной российской коллекции вирусов,— с гордостью отмечает Николай Львов из НИИ вирусологии им. Гамалеи.

— И это одно из лучших подобных собраний в мире, с которым может поспорить разве только коллекция США. Вирусы, еще в советское время, собирались в Прибалтике, на Украине, Таджикистане — в общем, на всем пространстве СССР.

Много вирусов мы выделяли из образцов самостоятельно, часть получали благодаря официальному обмену с другими странами.

Хранят спящие вирусы самыми удивительными способами: в мозге зараженных мышей, в виде замороженных концентратов или клеточных культур.

Работа государственной коллекции заключается в том, чтобы спустя годы и десятилетия поднимать вирусы из анабиоза, определять степень их сохранности и создавать оптимальные для хранения условия.

Помимо чисто научных целей коллекция вирусов нужна, чтобы сохранить разнообразие этих микроорганизмов.

— В природе существует огромное количество вирусов, которые не предоставляют опасности для человека, говорит Александр Платонов из ЦНИИ эпидемиологии Роспотребнадзора.— Они нужны прежде всего для экологического равновесия. Например, от тех вирусов, которые живут в морях, зависит состояние планктона. А эти водоросли производят огромное количество кислорода.

Ученые предлагают рассматривать как своего рода «банк семян» микроорганизмов и те группы вирусов, которые обитают в атмосфере.

— Я считаю, что атмосфера — это большая трасса в буквальном смысле,— говорит Кертис Саттл из Университета Британской Колумбии.— Она дает возможность экосистемам, расположенным в тысячах километрах друг от друга, обмениваться микроорганизмами и, на мой взгляд, это имеет гораздо более серьезные экологические последствия, чем мы думаем.

Дело за малым: остается выяснить, как научиться хранить это биоразнообразие, не давая ему выйти из-под контроля.

Елена Бабичева

Государственная коллекция вирусов НИИ вирусологии им. Ивановского включает огромное количество микроэкспонатов. И патогенные микробы — лишь небольшая часть из них. Этот банк данных помогает создавать инновационные лекарства, бороться с бактериями, изучать эволюцию. А вообще, аргументов в пользу того, чтобы считать вирусы не только источником заболеваний, довольно много

Потомки вирусов

Удивительно, но многие фрагменты человеческого генетического кода происходят от вирусов, которые на ранних стадиях эволюции встроились в организм теплокровных. Предполагают, что бывшие вирусы или размножившиеся вирусоподобные объекты занимают 40-45 процентов генома человека. Именно они, по-видимому, сыграли важную роль в развитии иммунной системы.

На страже урожая

В некоторых странах вирусы, паразитирующие на насекомых, с успехом используются в борьбе против вредителей, атакующих сельхозкультуры. Например, вирусы ядерного полиэдроза можно успешно применять в борьбе с гусеницами совок, репной белянки и американской белой бабочки.

Вирус-садовод

С помощью вирусов были получены многие сорта цветов, чья пестрая окраска — результат вирусной инфекции, передающейся от поколения к поколению.

Например, знаменитую и чрезвычайно ценную пестролепестность тюльпанов вызывает вирус, переносимый тлей.

А недавно было установлено, что растение джут (источник грубых волокон для канатов и мешков) дает больший урожай, когда поражен вирусным заболеванием,— некротической мозаикой риса.

Против рака

Онколитические вирусы — большая группа микробов, которые способны бороться с раковыми клетками. Например, сейчас проходят клинические испытания генно-инженерного штамма герпес-вируса для лечения больных с тяжелой формой рака кожи.

Убить инфекцию

Бактериофаги — это вирусы, которые избирательно поражают бактериальные клетки. В СССР активно разрабатывали препараты на их основе, которые составляли конкуренцию традиционным антибиотикам. Сегодня применяются в случаях, когда лечение антибиотиками невозможно или недейственно.

Точно в цель

В России разрабатывалась новая живая вакцина от гриппа. Она оказалась малоэффективной, зато на ее основе сейчас создают новую вакцину против туберкулеза, где вирус гриппа используется как вектор. То есть в него генно-инженерным путем введены компоненты, которые формируют иммунитет против туберкулеза.

Источник: https://www.kommersant.ru/doc/3554161

Бактерии переносятся по воздуху на тысячи километров

Бактерии-путешественники: микробы способны перемещаться по воздуху на тысячи километров

Международная группа ученых под руководством К. Северинова из Ратгерского университета установила, что бактерии могут переноситься на большие расстояния не только посредством людей и животных, но и по воздуху. Эта гипотеза может служить объяснением обширного распространения антибиотикорезистентных генов среди бактерий. Результаты исследования были опубликованы 24 марта на сайте учебного заведения. 

До недавних пор считалось, что распространение бактерий происходит посредством переноса их из одного региона в другой живыми существами.

Однако теперь ученые получили данные, свидетельствующие о том, что это не единственный способ для микроорганизмов перемещаться на тысячи километров.

Для того, чтобы исследовать, действительно ли микробы могут путешествовать по воздуху, специалисты обратили внимание на “молекулярную память” бактерий, сформировавшуюся у них после взаимодействия с вирусами, — она хранится в бактериальной ДНК. 

Ученые использовали образцы бактерий Thermus thermophilus, собранные на горе Везувий, в горячих ключах на горе Этна, в ключах в Чили, а также у вулкана Узон на Камчатке.

Во всех этих источниках температура очень высокая, около 82 градусов по Цельсию, поэтому маловероятно, что бактерии, способные выжить в таких условиях, переносятся животными, птицами или людьми. В бактериальных клетках, инфицированных вирусами, молекулярная память хранится в особых локусах бактериальной ДНК под названием CRISPR.

“Воспоминания” о встрече с вирусами в форме небольших фрагментов вирусной ДНК передаются клеткам-потомкам. Первоначально ученые полагали, что, так как бактерии собраны в столь отдаленных друг от друга местах, их молекулярная память будет существенно разниться, поскольку инфицирование вирусами у них происходило независимо.

Однако они обнаружили, что у многих бактерий были идентичные фрагменты вирусных ДНК, “запомненные” в том же порядке, что и у бактерий, проживающих в горячих ключах на другом краю земли. 

Специалисты предположили, что существует некий биологический механизм на уровне всей планеты, который позволяет бактериям из разных частей света сообщаться, вследствие чего распространяются и гены, обуславливающие антибиотикорезистентность.

Они считают, что возможным объяснением может быть перенос микроорганизмов по воздуху. В дальнейшем ученые рассчитывают проверить свою гипотезу, проведя более масштабное исследование с использованием образцов воздуха, собранных на разных высотах в различных точках мира.

Для этого им понадобятся самолеты, дроны и исследовательские воздушные шары. 

Источник: https://st-s.pro/bakterii-perenosiatsia-po-vozdyhy-na-tysiachi-kilometrov/

Ученые Томска первыми в мире «поймали» бактерию, способную выжить на Марсе

Бактерии-путешественники: микробы способны перемещаться по воздуху на тысячи километров

Дмитрий Кандинский / vtomske.ru

Микробиологи ТГУ первыми в мире выделили из глубинных подземных вод бактерию Desulforudis audaxviator, за которой более десяти лет «охотились» ученые разных стран.

Как сообщили в ТГУ, повышенный интерес исследователей обусловлен тем, что микроорганизм получает энергию в условиях полного отсутствия света и кислорода. Теоретически такой способ делает возможной жизнь в космосе, например, на Марсе.

«О существовании бактерии Desulforudis audaxviator, живущей глубоко под землей, стало известно более десяти лет назад. Ее генетический след нашли американские ученые. Они обнаружили ДНК микроорганизма в шахтных водах золоторудного месторождения, находящегося в Южной Африке.

Отбор проб производился на глубине от полутора до трех километров, где нет ни света, ни кислорода. Еще не так давно считалось, что жизнь в этих условиях невозможна, поскольку без света нет фотосинтеза, лежащего в основе всех пищевых цепочек.

Читайте также:  Лазерное удаление бородавок - лазером безопасно и без боли

Но оказалось, что данное предположение ошибочно», — рассказывает заведующая кафедрой физиологии растений и биотехнологий БИ ТГУ Ольга Карначук.

Одним из ярких подтверждений этого являются «черные курильщики», найденные на дне океана. Правда, в отличие от них Desulforudis audaxviator обитает под землей в полном одиночестве — кроме ее ДНК чужих следов в пробах не найдено. После публикации статьи американских исследователей в журнале Science ученые разных стран начали «охоту» на бактерию.

ДНК бактерии обнаружили в пробах воды в Финляндии и в США, но «поймать» саму бактерию никому не удавалось. Одно из предположений, объясняющих это, заключалось в том, что бактерия делится раз в тысячу лет. Однако российские ученые — микробиологи ТГУ — смогли выделить Desulforudi saudaxviator.

В вузе отмечают, что ее нашли в подземных водах термального источника, расположенного в Верхнекетском районе Томской области. Спустя некоторое время после этого ученым ТГУ удалось выделить бактерию и получить новые данные о ней. Во-первых, стало известно, что бактерия делится не раз в тысячу лет, а раз в 28 часов, то есть практически ежедневно.

Во-вторых, выяснилось, что Desulforudis audaxviator практически всеядна: в лаборатории микробиологов она «ела» сахар, спирт и многое другое.

Однако, лучше всего, по словам исследователей, бактерия чувствует себя на «диете», то есть привычно питаясь водородом, от которого получает больше всего энергии.

Кроме того, оказалось, что кислород, поначалу считавшийся губительным для подземного микроба, его не убивает.

В-третьих, ученые выявили у «смелого путешественника» структуры, которые, видимо, и помогают ему странствовать по всему миру, — мельчайшие пузырьки, газовые вакуоли, похожие на плавательный пузырь рыб. Однако пути передвижения бактерии пока неизвестны.

Подземные водоемы, в которых были найдены ДНК микроорганизма, геологически никогда не соприкасались.

Пока гипотеза ученых заключается в том, что бактерия путешествует по воздуху, попадая с больших глубин в поверхностные открытые водоемы и переносится с мелкими частицами аэрозоля.

И, наконец, еще один удивительный факт — геном бактерии, найденной в Сибири, практически идентичен ДНК «путешественника» из Южной Африки.

«Так не должно быть, это загадка, которую мы пока не смоли разгадать, — добавляет Ольга Викторовна. — Дело в том, что мутации присутствуют всегда. Даже когда одну и ту же бактерию культивируют в лаборатории, со временем появляются отличия в ДНК.

В данном случае их нет. Почему — непонятно.

Ответ на этот вопрос связан с какими-то фундаментальными основами существования живых клеток, которые пока не изучены, поэтому объяснение этого генетического сходства — дело будущего, то, над чем ученым еще предстоит работать».

Источник: https://news.vtomske.ru/news/162498-uchenye-tomska-pervymi-v-mire-poimali-bakteriyu-sposobnuyu-vyjit-na-marse

Живые бактерии перемещаются по планете вместе с потоками воздуха

Приняв во внимание господствующие ветры, Дэвид Смит (David J.

Smith) посчитал, что образцы воздуха, собранные на вершине спящего вулкана в Орегоне, будут содержать в большом количестве ДНК мертвых микроорганизмов из Азии и Тихого океана.

Он не ожидал, что что-то сможет пережить полет в верхних слоях атмосферы с их суровыми температурами и долететь до научно-исследовательской станции в обсерватории Маунт-Бэчелор, которая расположена на высоте трех тысяч метров.

«Я думал, что мы сможем собрать только мертвую биомассу», — говорит Смит, работающий научным сотрудником в исследовательском центре НАСА имени Эймса.

Но когда его группа весной 2011 года вернулась в лабораторию, собрав образцы воздуха из двух крупных столбов вулканического пепла, ученые обнаружили благоденствующую компанию маленьких путешественников. Более 27% бактерий и 47% грибков из взятых образцов были живы.

В конечном итоге команда исследователей выявила около 2 100 видов микробов, в том числе, микробов Archea, которые прежде находили только на изолированном японском побережье. «На мой взгляд, это было бесспорное доказательство», — говорит Смит. Как он любит выражаться, Азия чихнула на Америку.Бактерии-путешественники: микробы способны перемещаться по воздуху на тысячи километровУкраiна молода27.03.2013SwissInfo01.03.2015Nature17.04.2013Микробов находят в небе с тех пор, как Дарвин в 1830-х годах собрал образцы разнесенной воздухом пыли на корабле «Бигль» в тысяче милях западнее Африки. Однако новые возможности по проведению анализа ДНК, по сбору образцов на большой высоте и по атмосферному моделированию позволяют ученым по-новому взглянуть на жизнь, царящую высоко над Землей. Например, проведенные недавно исследования говорят о том, что микробы оказывают тайное воздействие на атмосферу. Они собирают облака, вызывают дожди, разносят болезни от континента к континенту, а может быть, даже меняют климат.«Я считаю, что атмосфера это большая трасса, в буквальном смысле этого слова, — говорит Смит. — Она дает возможность экосистемам, расположенным в тысячах километрах друг от друга, обмениваться микроорганизмами, и на мой взгляд, это имеет гораздо более глубокие экологические последствия, чем мы думаем».Перелетающие по воздуху микробы могут оказывать огромное воздействие на нашу планету. Некоторые ученые объясняют вспышку ящура в Британии в 2001 году гигантской бурей на севере Африки, которая перенесла пыль, а вместе с ней и споры этого заболевания на тысячи миль к северу. Эта буря произошла всего за неделю до того, как были выявлены первые случаи ящура на британской земле.Вирус синего языка овец, заражающий домашних и диких животных, когда-то присутствовал только в Африке. Но сейчас его находят и в Великобритании, что может являться результатом преобладающих ветров.Ученые, занимающиеся проблемами исчезновения коралловых рифов на девственных просторах Карибского моря, говорят, что вся причина в пыли и в переносимой ею микробах, которые поднимаются в воздух во время песчаных бурь в Африке, а затем перелетают на запад. По их словам, грибок, убивающий коралл морской веер, впервые попал на Карибы в 1983 году, когда из-за засухи в Сахаре появились пылевые облака, перенесшиеся через Атлантику.

На западе Техаса ученые из Техасского технологического университета собрали пробы воздуха с наветренной и подветренной стороны от 10 откормочных площадок для скота. В образцах с подветренной стороны устойчивых к антибиотикам микробов оказалось на 4000% больше, чем с наветренной. Адъюнкт-профессор Филип Смит (Philip Smith), занимающийся наземной экотоксикологией, а также адъюнкт-профессор Грег Майер (Greg Mayer), специализирующийся на молекулярной токсикологии, говорят, что эта работа заложила основу для дальнейших исследований.

Они провели исследование жизнестойкости микроорганизмов, материалы которого будут опубликованы в начале 2016 года, а теперь хотят понять, насколько далеко могут перелетать частицы, и может ли устойчивость к антибиотикам передаваться местным микробам. Антибиотики, отмечает Майер, существовали в природе еще задолго до того, как их позаимствовал человек.

Но что происходит, когда они сосредотачиваются в одном месте или переносятся ветром?Сейчас понятно одно: жизнеспособных микробов в суровых и неприветливых местах гораздо больше, чем считали исследователи.

Ученые из Технологического института штата Джорджия, получив от НАСА грант на научные исследования, изучили пробы воздуха, взятые с борта самолета, пролетавшего высоко над зонами ураганов. Они обнаружили, что живые клетки составляют примерно 20% от количества микробов, поднятых в воздух бурей.

«Мы не ожидали, что найдем так много живых и невредимых бактериальных клеток на высоте 10 тысяч метров», — рассказывает микробиолог Костас Константинидис (Kostas Konstantinidis) из Технологического института штата Джорджия.

Константинидис с коллегами заинтересовался тем, каким образом микробы содействуют формированию облаков и выпадению осадков. Ядро находящейся в воздухе бактериальной клетки инициирует конденсацию. Сейчас некоторые ученые полагают, что микробы играют важную роль в метеорологии. «Они могут активно влиять на формирование облаков и на климат», — отмечает Константинидис.

Смит же заинтересовался тем, как после длительного путешествия в условиях жесткой радиации в верхних слоях атмосферы микробы выживают и даже восстанавливаются.

Он возглавил проект НАСА EMIST (Микроорганизмы в стратосфере), в рамках которого формирующие споры бактерии дважды поднимали на воздушном шаре на высоту 38 километров над пустыней в Нью-Мексико, чтобы понять, как они там выживают.

Для НАСА эта работа связана с защитой планет от неблагоприятных воздействий.

Если зараженный земными бактериями космический корабль прилетит на Марс, где условия схожи со стратосферой Земли, а бактерии в ходе полета выживут, то это осложнит наши поиски следов марсианской жизни, и может даже уничтожить тамошних микробов, если они существуют.

Но эта работа дает и более широкие возможности. Подобно исследователям прошлого, которые изучали влажные тропические леса в поисках чудо-лекарств, сегодняшние ученые могут в один прекрасный день найти лекарство в миниатюрных обитателях атмосферы.

Может быть, атмосферные бактерии дадут нам надежную защиту от солнца и радиации.

«Самое удивительное заключается в том, что организм, способный выжить в исключительно суровых условиях, во многих случаях является одноклеточным, — говорит Смит. — Как ему это удается?»

Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ.

Источник: https://inosmi.ru/science/20160113/235032103.html

«Смелый путешественник»: найдена бактерия, способная жить на Марсе

Российские микробиологи «поймали» подземную бактерию, которая смогла бы жить в космосе, сообщается на сайте Томского государственного университета (ТГУ).

Ученым из ТГУ впервые удалось выделить из глубинных подземных вод бактерию Desulforudis audaxviator, способную получать энергию в условиях полного отсутствия света и кислорода, что теоретически дает возможность выжить в космосе, в том числе на Марсе.

По словам заведующей кафедрой физиологии растений и биотехнологий БИ ТГУ Ольги Карначук, ДНК Desulforudis audaxviator (в переводе с латыни – «смелый путешественник») более 10 лет назад обнаружили американские ученые в шахтных водах золоторудного месторождения в Южной Африке. Этот микроорганизм был найден на глубине до трех километров, где нет ни света, ни кислорода.

«Еще не так давно считалось, что жизнь в этих условиях невозможна, поскольку без света нет фотосинтеза, лежащего в основе всех пищевых цепочек. Но оказалось, что данное предположение ошибочно», – говорит Карначук. В частности, его опровергают «черные курильщики», найденные на дне океана.

После публикации статьи американских исследователей в журнале Science ученые разных стран «охотились» за этой бактерией. Ученые находили ее след в пробах воды в Финляндии и США, но «поймать» саму Desulforudis audaxviator не получалось. Объяснялось это тем, что бактерия делится раз в тысячу лет.

Тем не менее российские ученые смогли выделить Desulforudi saudaxviator. Ее нашли в подземных водах термального источника в Верхнекетском районе. Российские микробиологи установили, что микроб на самом деле делится практически ежедневно – раз в 28 часов.

К тому же бактерия Desulforudi saudaxviator практически «всеядна»: она может питаться сахаром и даже спиртом. Однако больше всего энергии получает от водорода – привычного «рациона».

Оказалось также, что кислород вовсе не губителен для подземного микроорганизма.

Desulforudis audaxviator способна путешествовать по всему миру благодаря мельчайшим пузырькам – газовым вакуолям, похожим на плавательный пузырь рыб. Однако пути ее передвижения ученые пока не могут установить. Они полагают, что бактерия перемещается по воздуху.

Удивительный факт: сибирская Desulforudi saudaxviator имеет генетическое сходство с бактерией из Южной Африки.

«Так не должно быть, это загадка, которую мы пока не смоли разгадать. Дело в том, что мутации присутствуют всегда. Даже когда одну и ту же бактерию культивируют в лаборатории, со временем появляются отличия в ДНК. В данном случае их нет. Почему — непонятно», – говорит ученый.

Источник: https://mir24.tv/news/16355363/smelyi-puteshestvennik-naidena-bakteriya-sposobnaya-zhit-na-marse

Бактерии могут распространяться по миру, «пролетая» тысячи километров

Ученые из США изучили «молекулярные воспоминания» теплолюбивых бактерий и выяснили, что эти бактерии могут распространяться по воздуху на дальние расстояния самостоятельно, без «проводников»​ – людей или животных.

Исследователи из США изучили «молекулярные воспоминания» теплолюбивых бактерий, которые обитают в горячих источниках, и выяснили, что эти бактерии могут распространяться по воздуху на дальние расстояния самостоятельно, без «проводников»​ – людей или животных, сообщает пресс-служба Ратгерского университета. Их гипотеза «воздушного моста» может в дальнейшем пролить свет на то, почему у вредных бактерий есть гены устойчивости к антибиотикам. Результаты работы опубликованы в журнале Philosophical Transactions of the Royal Society B.

«Наше исследование показывает, что должен существовать общемировой механизм, обеспечивающий обмен бактериями между местами, которые находятся далеко друг от друга», – сказал ведущий автор исследования Константин Северинов, главный исследователь Института микробиологии им. Ваксмана (США) при Ратгерском университете.

«Поскольку изучаемые нами бактерии живут в очень горячей воде — около 160 градусов по Фаренгейту [71 градус Цельсия – НР] – в отдаленных местах, невозможно представить, чтобы их перевозили животные, птицы или люди, – добавил учёный. – Их нужно транспортировать по воздуху, и это путешествие должно быть очень масштабным, чтобы в разных, не связанных друг с другом, местах у бактерий сохранялись общие черты».

Северинов и другие исследователи изучали «молекулярные воспоминания» бактерий об их столкновениях с вирусами, а также воспоминания, хранящиеся в бактериальной ДНК.

Читайте также:  Поясничный лордоз: лечение, выпрямление, упражнения

Почему исследователи обратились именно к этим характеристикам? Бактериофаги – вирусы бактерий – являются наиболее распространенными и вездесущими формами жизни на планете.

Вирусы оказывают глубокое влияние на микробные популяции, структуру их сообщества и эволюцию.

Ученые собрали теплолюбивые бактерии Thermus thermophilus в горячем гравии на горе Везувий и в горячих источниках на горе Этна в Италии, в регионе Эль-Татио на севере Чили и в регионе Термас-дель-Флако на юге страны, а также в горячих источниках в кальдере Узон на Камчатке (Россия). 

В бактериальных клетках, зараженных вирусами, молекулярные воспоминания хранятся в специальных областях ДНК, называемых «массивами CRISPR». Клетки, которые были поражены инфекцией, передают воспоминания – маленькие кусочки вирусной ДНК – своим потомкам. Порядок этих воспоминаний позволяет ученым проследить историю взаимодействия бактерий с вирусами в течение времени.

Первоначально ученые полагали, что бактерии одного и того же вида, живущие в горячих источниках на расстоянии тысяч километров друг от друга и, следовательно, изолированные друг от друга, будут иметь совершенно разные воспоминания о своих столкновениях с вирусами. Ученые также считали, что бактерии должны очень быстро эволюционировать и меняться.

«Однако мы обнаружили, что было много общих воспоминаний – идентичные кусочки вирусной ДНК, – которые хранились в том же порядке в ДНК бактерий из отдаленных горячих источников, – сказал Северинов.

– Наш анализ может помочь в проведении экологических и эпидемиологических исследований вредных бактерий, которые по всему миру несут гены устойчивости к антибиотикам, а также могут рассеиваться по воздуху».

Источник: https://scientificrussia.ru/articles/bakterii-mogut-rasprostranyatsya-po-miru-proletaya-tysyachi-kilometrov

Вирусы могут перемещаться по воздуху на тысячи километров

Миллионы микроорганизмов достигают Испании по воздуху, покидая пустыню Сахару и тропические саванны Сахеля.

Еще в 1861 году великий Луи Пастер продемонстрировал, что микробы способны перемещаться по воздуху. Однако совсем недавно ученые обнаружили, что бактерии, грибы и вирусы могут преодолевать тысячи километров, прилипая к частицам пыли. Спутниковые изображения показывают, что по своим размерам пылевые облака сравнимы с Пиренейским полуостровом.

Впервые международная команда, работающая в рамках проекта Экосенсор (Ecosensor) проанализировала «путешествия» микроорганизмов с помощью методов молекулярной биологии. Помимо выявления видов, специалисты обнаружили, что микроорганизмы колонизируют высокогорные озера в горах Сьерра-Невады и в Пиренеях, и что данное явление усиливается с изменением климата.

«Миграция» этих микроорганизмов на африканской пыли наиболее интенсивна весной и летом,  заметно набирая темпы в последние годы, в результате их численность увеличивается в 10 раз.

По словам исследователей, это связано с засухой, от которой в течение последних 30 лет страдает Сахель, сама являющаяся продуктом нашего изменяющегося климата. Дополнительным толчком является утрата растительного покрова в Африке, связанная с изменениями в сельскохозяйственной практике.

Считается, что ежегодно с Сахары поднимается 60-200 миллионов тонн пыли — материала, богатого азотом, фосфором и железом и играющего важную роль в развитии морского планктона и в «опылении» тропических лесов.

Методы молекулярной биологии, которые используют исследователи Экосенсора, позволяют им обнаруживать почти все организмы, существующие в конкретном образце, в отличие от более ранних методов, которые, как объяснила Исабель Реч (Isabel Reche) из Университета Гранады, показали «многим меньше, чем на самом деле есть».

Именно поэтому до сих пор мы не могли идентифицировать даже 0,1 процента этих 500 бактерий, присутствующих в литре воздуха, и не подозревали о том, как они могут влиять на свое экосистемное «назначение». Пыль Сахары распространяется по всей планете, но преобладающие ветры — с востока — означают, что наиболее затронутыми осаждением пыли областями являются Канарские Острова и Карибский бассейн.

Исследователи брали пробы воздуха в тех местах, где легче всего обнаружить микроорганизмы периода дождей (в высокогорных озерах). «Такие места практически не затронула деятельность человека, замечает Реч, поэтому они имеют неоценимое значение для изучения сферы распространения вторгающихся микроорганизмов, находящихся в воздухе и принесенных из отдаленных источников».

Выбранные озера расположены в Сьерра-Неваде и Пиренеях, а также в Альпах (Австрия), аргентинской Патагонии, на острове Байлот в Арктике (Канада) и на Южном Шетландском архипелаге (Антарктида).

Исследователи «забирают» воздух, фильтруют его и извлекают ДНК существующих в частицах организмов. «Анализируя гены, мы можем сказать к какому микроорганизму они принадлежат», продолжает Реч.

Ученые также отделяют микроорганизмы для того, чтобы установить, какие из них могут достичь озер живыми.

Их результаты, недавно появившиеся в различных научных публикациях, показывают, что озера Сьерра-Невады и пиренейские озера питают микроорганизмы, «которые мы также нашли и в почве в Мавритании, говорит Реч. Это поистине удивительно!». Среди идентифицированных микроорганизмов Pseudomonas — род бацилл, способный к колонизации широкого диапазона ниш; Staphylococci — род, включающий в себя микроорганизмы, присутствующие в коже человека, и Acinetobacter, которые способствуют минерализации почвы. Все они считаются для человека непатогенными.

Но как может появление этих новых микроорганизмов влиять на местные экосистемы? «Увеличение пылевой нагрузки в древних экосистемах таких, как высокогорные озера, имеет серьезные последствия, объясняет Реч, потому что с пылью поступают питательные вещества, удобряющие озера и изменяющие их микробные сообщества». Некоторые из этих изменений оказывают неблагоприятное воздействие; пыль может вредить фауне и флоре некоторых экосистем. К примеру, карибские кораллы страдают из-за избыточного осаждения пыли.

Но вот другой важный вопрос — как микроорганизмам удается оставаться биологически активными после их «путешествия»? Ведь пыль переносится на высоте 2000-4000 метров под сильным  воздействием сухости и вредной радиации; не все организмы обнаруживаются в форме спор, а это значит, что у них должны быть определенные защитные механизмы. Одна из гипотез, упомянутых Реч, сводится к «увеличению количества защитных пигментов, которые прилипают к минеральным частицам, предоставляя нужную степень защиты».

Источник: mk.ru.

Источник: http://www.agnivek.ru/joomlas/component/k2/item/23-virus.html

Бактерии могут путешествовать на тысячи километров по всему миру | AB-NEWS — Новости науки и техники

По словам ученых, бактерии могут сами путешествовать по воздуху на тысячи километров по всему миру, вместо того, чтобы перемещаться с людьми и животными. Гипотеза «воздушного моста» может пролить свет на то, как вредные бактерии получают гены устойчивости к антибиотикам.

«Наше исследование показывает, что должен существовать общепланетарный механизм, обеспечивающий обмен бактериями между далекими местами», – сказал старший автор работы Константин Северинов, главный исследователь Института микробиологии им. Ваксмана и профессор молекулярной биологии и биохимии в Школе искусства и науки в Университете Рутгерс-Нью-Брансуик.

«Поскольку изучаемые нами бактерии живут в очень горячей воде – около 160 градусов по Фаренгейту (+71о по Цельсию) – в отдаленных местах, невозможно представить, чтобы их перемещали животные, птицы или люди», – сказал Северинов. «Их нужно транспортировать по воздуху, и это движение должно быть очень обширным, чтобы бактерии в изолированных местах имели общие характеристики».

Исследователи изучали «молекулярные воспоминания» бактерий от их столкновений с вирусами, с воспоминаниями, хранящимися в бактериальной ДНК. Как отмечается в исследовании, бактериофаги – вирусы бактерий – являются наиболее распространенными и повсеместными формами жизни на планете. Вирусы оказывают глубокое влияние на микробные популяции, структуру сообщества и эволюцию.

Ученые собрали теплолюбивые бактерии Thermus thermophilus на горе Везувий и в горячих источниках на горе Этна в Италии; в горячих источниках в регионе Эль-Татио на севере Чили и в регионе Термас-дель-Флако на юге Чили; и в горячих источниках в кальдере Узон на Камчатке.

В бактериальных клетках, зараженных вирусами, молекулярные воспоминания хранятся в специальных областях бактериальной ДНК, называемых массивами CRISPR. Клетки, которые переживают инфекции, передают воспоминания – маленькие кусочки вирусной ДНК – своим потомкам. Порядок этих воспоминаний позволяет ученым проследить историю взаимодействия бактерий с вирусами с течением времени.

Первоначально ученые полагали, что бактерии одного и того же вида, живущие в горячих источниках за тысячи километров друг от друга и, следовательно, изолированные друг от друга, будут иметь совершенно разные воспоминания о своих столкновениях с вирусами.

Это потому, что все бактерии должны иметь независимую историю вирусных инфекций. Ученые также считали, что бактерии должны очень быстро эволюционировать и становиться другими, подобно знаменитым вьюркам, которые Чарльз Дарвин наблюдал на Галапагосских островах.

«Однако мы обнаружили, что было много общих воспоминаний – идентичные кусочки вирусной ДНК, хранящиеся в том же порядке в ДНК бактерий из отдаленных горячих источников», – сказал Константин Северинов.

«Наш анализ может помочь в проведении экологических и эпидемиологических исследований вредных бактерий, которые по всему миру имеют гены устойчивости к антибиотикам, а также могут рассеиваться по воздуху среди людей».

Ученые хотят проверить свою гипотезу про “Воздушный мост” путем отбора проб воздуха на разных высотах и ​​в разных точках земного шара и выявления там бактерий. Им понадобится доступ к самолетам, дронам или исследовательским воздушным шарам.

Anna Lopatina et al, Natural diversity of CRISPR spacers of Thermus : evidence of local spacer acquisition and global spacer exchange, Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences (2019). DOI: 10.1098/rstb.2018.0092 

Источник: https://ab-news.ru/2019/03/25/bakterii-mogut-puteshestvovat-na-tyisyachi-kilometrov-po-vsemu-miru/

Вирусы и бактерии способны путешествовать по воздуху на огромные расстояния

Оказывается, в атмосфере нашей планеты циркулируют миллионы вирусов. Правда, в воздухе они не остаются — падают на землю.

Впервые учёным удалось оценить численность вирусов, поднимающихся с поверхности и опускающихся обратно. Оказывается, их невероятно много.

Согласно результатам работы, проведённой на базе Университета Британской Колумбии (University of British Columbia), в верхних слоях тропосферы над каждым квадратным метром почвы «парят» более 800 млн вирусных частиц.

Исследователи также определили, что на квадратный метр ежедневно приземляются миллиарды вирусов и десятки миллионов бактерий.

Это открытие способно объяснить, почему генетически идентичные вирусы порой обнаруживаются в совершенно разных частях биосферы. Они просто перемещаются из одной точки в другую по воздуху.

«Засилье долгоживущих вирусов с большой вероятностью разъясняет природу этого феномена. Вполне возможно, что вирусы поднимаются в атмосферу на одном континенте и опускаются на землю уже на другом», — говорит вирусолог Кертис Саттл (Curtis Suttle) из Университета Британской Колумбии.

Микробы в небе

Учёные зарегистрировали присутствие вирусных частиц на большой высоте — около 3 тысяч метров над уровнем пика Велета (исп. Pico del Veleta), входящей в состав горной гряды Сьерра-Невада в Испании.

Образцы были собраны выше уровня образования циклонов и антициклонов, но ниже стратосферы. На такой большой высоте шансы, что вирусные частицы пролетят большое расстояние, выше, чем в нижних слоях атмосферы.

Частички почвы и испарения с поверхности морей помогают вирусам и бактериям в их долгих перелётах, «подталкивая» микробы и позволяя им пролететь большие расстояния.

Вирусные дожди

В предыдущих работах было показано, что миграция бактерий — естественный феномен, сопровождающий атмосферные явления и океанические течения. Частицы пыли из пустынь или засушливых областей также способны перемещать вирусы и бактерии на большие расстояния с потоками воздуха.

Затем «воздушные» микробы падают на землю с потоками дождя.

«Бактерии и вирусы обычно спускаются на поверхность при помощи дождей и пылевых бурь. Впрочем, дожди менее эффективны в плане очистки атмосферы от вирусов», — говорит соавтор исследования Изабель Рече (Isabel Reche), специалист по экологии микроорганизмов из Гранадского университета (исп. Universidad de Granada).

В общем, когда на улице идёт дождь, можно сказать, что на нас льются бактерии и вирусы. В прямом смысле слова.

С эпидемиями гриппа не связано

Удивительно, что в воздухе парят миллиарды вирусных частиц. Вирусы — самые распространённые микробы на планете. По данным Американского общества микробиологии (American Society of Microbiology), млекопитающих инфицируют 320 тыс. различных видов вирусов.

Однако «вирусные дожди» (равно как и «бактериальные») не связаны с масштабными эпидемиями гриппа. Обитающие в воздухе вирусы, в основном, инфицируют только бактериальные клетки и не мутируют. Что же касается вируса гриппа, то он может распространяться с крошечными капельками жидкости, выдыхаемыми больным. Кроме того, вирус гриппа способен мутировать, образуя новые штаммы.

Исследование опубликовано в издании The ISME Journal (International Society for Microbial Ecology Journal).

Источник: https://22century.ru/biology-and-biotechnology/61660

Ссылка на основную публикацию