Eine Vielzahl von Pilzen und Bakterien, darunter E. coli und andere potenzielle Krankheitserreger für den Menschen, wurden hoch in der Atmosphäre gefunden, wo sie Hunderte bis Tausende Kilometer zurücklegen können, bevor sie auf die Erde zurückfallen, so eine Studie in Proceedings of the National Academy of Sciences.
Eine Vielzahl von Pilzen und Bakterien, darunter E. coli und andere potenzielle Krankheitserreger für den Menschen, wurden hoch in der Atmosphäre gefunden, wo sie Hunderte bis Tausende Kilometer zurücklegen können, bevor sie auf die Erde zurückfallen, wie neue Forschungsergebnisse zeigen.
Luftproben, die in der Nähe von Tokio, Japan, in einer Höhe von 1 bis 3 Kilometern entnommen wurden, enthielten Bakterienarten, von denen bekannt ist, dass sie gesundheitliche Probleme wie Lebensmittelvergiftungen und Hautinfektionen verursachen können, so die Forscher.
In der Studie, die diese Woche in den Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht wurde, wird berichtet, dass die meisten der entdeckten Mikroben wahrscheinlich tot waren, aber Tests bestätigten, dass mehr als zehn Arten von Mikroben, die hoch oben am Himmel gesammelt wurden, lebendig waren. Dabei handelte es sich um besonders widerstandsfähige Stämme, darunter mehrere, die sich als antibiotikaresistent erwiesen.
Eines davon, eine ubiquitär vorkommende Bakterienart, von der nicht bekannt ist, dass sie normalerweise Menschen infiziert, war gegen fünf verschiedene Antibiotika resistent.
Die Entdeckung stellt einen “Paradigmenwechsel” dar, so Xavier Rodó, Hauptautor der Studie und Leiter des Programms für Gesundheit und Klima am Barcelona Institute for Global Health. “Vom Standpunkt der öffentlichen Gesundheit aus betrachtet, öffnet sie die Tür, um die Luft und die Atmosphäre wirklich als eine Umgebung zu betrachten, der wir unsere Aufmerksamkeit schenken müssen.
Anhand von atmosphärischen Messungen und Computermodellen kamen die Wissenschaftler zu dem Schluss, dass der größte Teil des über Tokio gefundenen Materials aus einer landwirtschaftlichen Region im Nordosten Chinas stammte, wo Reihenkulturen und Viehzucht betrieben werden.
Die Autoren der Studie stellten die Hypothese auf, dass einige der Bakterien, einschließlich der antibiotikaresistenten, aus den Abwässern stammen , die zur Düngung des Bodens verwendet werden, sowie aus dem Boden selbst.
Der weitverbreitete Einsatz von Antibiotika in der industrialisierten Viehzucht könnte Antibiotikaresistenzbakterien in die Atmosphäre einbringen, da Teile des Bodens und des Dungs aerosolisiert und mit dem Wind verweht werden können, sagte David Smith, ein Mikrobiologe der NASA, der nicht an der Studie beteiligt war.
Neben Mikroben fanden die Forscher auch erhebliche Mengen vieler Elemente, die normalerweise im Boden vorkommen, wie Schwefel und Natrium sowie Aluminium, Kalium, Eisen und Kalzium.
Sie entdeckten auch Zinksulfat-Nanopartikel, von denen sie annahmen, dass sie aus der Verwendung von Düngemitteln stammen, sowie Spuren von Zirkonium und Hafnium, Metallen, die in China, nicht aber in Japan abgebaut werden.
Die Forscher wiesen darauf hin, dass es bisher keinen Beweis dafür gibt, dass diese Mikroorganismen ansteckend sind. Die meisten atmosphärischen Mikroben werden durch verschiedene Stressfaktoren wie UV-Strahlen und Sonnenlicht abgetötet, und nur weil ihre DNA nachgewiesen werden kann, bedeutet dies nicht, dass sie lebensfähig sind, so Smith.
Es ist auch erwähnenswert, dass viele der potenziellen Krankheitserreger für gesunde Menschen in der Regel harmlos sind, und viele von ihnen sind in der menschlichen Darm- und Hautflora weitverbreitet. Bei immungeschwächten Menschen könnte die Situation jedoch anders sein.
“Die Überlebensrate ist wichtig für eventuelle epidemiologische Folgen bei der Landung in einer weit entfernten, windabgewandten Region”, fügte er hinzu. Was auch immer hoch oben in der Luft weht, tut dies wahrscheinlich schon seit Langem, also “kein Grund, in Deckung zu gehen”.
Für eine Infektion sind theoretisch nur eine oder wenige lebende Zellen erforderlich, so David Schmale, der an der Virginia Tech University Mikroben aus der Luft untersucht.
Andere bemerkenswerte Arten, die in der Luft nachgewiesen wurden, waren C. diff, bekannt für schwere Darminfektionen, die häufig in Krankenhäusern erworben werden, und C. botulinum, das eine potenziell tödliche Krankheit namens Botulismus verursachen kann.
Jim Tiedje, ein emeritierter Professor an der Michigan State University, der sich mit Mikroben in der Luft befasst hat, wies auch darauf hin, dass es selbst innerhalb einer bestimmten Spezies wie E. coli viele Stämme mit einer großen Bandbreite an Merkmalen gibt, die sie hochgradig pathogen oder praktisch harmlos machen können, sodass weitere Studien erforderlich sind, um die Auswirkungen dieser Ergebnisse zu verstehen.
Die Forscher vermuten, dass vor der Entnahme der Partikel über Japan starke Winde und ein Hochdrucksystem die Materialien aus Nordostchina hoch in die Luft trugen und dabei die so genannte planetarische Grenzschicht der Atmosphäre passierten, was einen Ferntransport ermöglichte.
Den Berechnungen der Wissenschaftler zufolge wurden die Proben gesammelt, während sie sich nach unten in Richtung Boden bewegten.
Dieser Langstreckentransport ist nicht nur in dieser Region der Welt üblich, sondern überall, auch in den USA.
Schmale zeigte sich überrascht, dass in den Luftproben so viele potenzielle Krankheitserreger für den Menschen gefunden wurden. Er sagte, dass weit entfernte Mikroben und Partikel durch Staubwolken aus Asien und Afrika sowie durch die polaren und pazifischen Jetstreams, Hurrikane und andere Wetterereignisse in die USA transportiert werden können.
Im Jahr 2004 schleppte der Hurrikan Ivan mit ziemlicher Sicherheit einen schwerwiegenden Pilzerreger namens Sojarost aus Südamerika nach Alabama und in andere südöstliche Bundesstaaten ein, wo er verblieb und sich ausbreitete.
Smith sagte, dass diese Art von Studien “die Widerstandsfähigkeit des mikrobiellen Lebens aufzeigen und uns vor Augen führen sollten, wie dynamisch und verworren das System Erde sein kann, von der Oberfläche bis in extreme Höhen in der Atmosphäre”.
“Der Wind verbindet uns alle”, fügte er hinzu. “Was wir vor Ort tun, kann sich möglicherweise auf unsere windabgewandten, weit entfernten Nachbarn auswirken.
