О блаците са наши спътници за цял живот. Понякога те се носят над главите ни като пухкави възглавнички. В други дни потъмняват небето и ни заливат с дъжд. Но при цялата ни познатост на тези водни завеси те пазят една тайна от нас. Облаците всъщност са плаващи острови на живота, дом на трилиони организми от хиляди видове, пише BBC.
Наред с птиците, водни кончета и семена от глухарчета, във въздуха се движи огромен океан от микроскопични организми. Френският химик Луи Пастьор е сред първите учени, които през 1860 г. разпознават това, което сега учените наричат аеробиом. Той вдига стерилни колби с течност и позволява на плаващи микроби да се заселят в тях, като превръщат бистрата течност в мътна вода. Пастьор улавя микроби по улиците на Париж, във френската провинция и дори на върха на ледник в Алпите. Съвременниците му обаче се противопоставят на идеята. „Светът, в който искате да ни пренесете, е наистина твърде фантастичен“, казва един журналист на Пастьор по онова време.
Минават десетилетия, докато хората приемат реалността на аеробиома. През 30-те години на миналия век няколко учени се издигат в небето със самолети, като държат диапозитиви и чинийки на Петри, за да уловят гъбични спори и бактерии във въздуха. Експедиции с балони до стратосферата също улавят клетки там. Днес аеробиолозите от 21-ви век разполагат с усъвършенствани въздушни проби на безпилотни самолети и използват технологията за ДНК-секвенция, за да идентифицират въздушния живот по неговите гени. Изследователите вече признават, че аеробиомът е огромно местообитание, изпълнено само с посетители.
Weather makers: How microbes living in the clouds affect our lives https://t.co/nmshHvg7a2
— Dr. Saskia Popescu (@SaskiaPopescu) June 11, 2025
Тези посетители идват от голяма част от повърхността на планетата. Всеки път, когато океанска вълна се разбива, тя изхвърля фини капчици морска вода във въздуха, някои от които носят вируси, бактерии, водорасли и други едноклетъчни организми . Докато някои от капчиците падат бързо обратно в океана, други се поемат от ветровете и се издигат в небето, където могат да бъдат пренесени на хиляди километри.
На сушата ветровете могат да брулят земята, носейки бактерии, гъбички и други организми . Всяка сутрин, когато слънцето изгрява и водата се изпарява във въздуха, то може да привлече и микроскопични организми. Горските пожари създават силни възходящи течения, които могат да изсмукват микроби от земята и да ги отлепят от стволовете и листата на дърветата, отнасяйки ги нагоре с издигащия се дим.
Много видове не просто чакат физически сили, за да бъдат изстреляни във въздуха. Мъховете, например, развиват стъбло с торбичка със спори на върха, които освобождават като облаче пари във въздуха. До шест милиона мъхови спори могат да паднат върху един квадратен метър блато в течение на едно лято. Много видове опрашващи растения се размножават, като отделят милиарди поленови зърна, носени във въздуха, всяка пролет.
Гъбите са особено умели в полета. Те са еволюирали биологични оръдия и други средства за изстрелване на спорите си във въздуха , а спорите им са снабдени със здрави черупки и други адаптации, за да издържат на суровите условия, с които се сблъскват, докато пътуват до стратосферата. Гъбите са открити на височина до 20 км, високо над открития океан на Тихия океан, носени там от вятъра.
Според една оценка около трилиони бактериални клетки се издигат всяка година от сушата и морето в небето. Според друга оценка, 50 милиона тона гъбични спори се издигат във въздуха през същото време. Безброй вируси, лишеи, водорасли и други микроскопични форми на живот също се издигат във въздуха. Обичайно е те да пътуват с дни, преди да кацнат , като през това време могат да се реят на стотици или хиляди километри.
По време на тази одисея, организъм може да прелети в област от въздуха, където водните пари се кондензират на капчици. Скоро той се оказва обгърнат от една от тези капчици и възходящите течения могат да го отнесат по-дълбоко във водната маса. Той е навлязъл в сърцето на облак.
If you’re wondering why your asthma, skin disorders, eczema, headaches, migraines, sinus infections, nasal polyps, sleep disorder, pneumonia, are suddenly worse than ever…just look at what they’re putting into the skies over your town. News networks never talk about this. pic.twitter.com/FnexGbjBAP
— Dr. Dennis Walker (@drdenwalker) May 21, 2025
Голяма част от наученото от учените за живота в облаците идва от върха на планина във Франция, наречена Пюи дьо Дом. Тя се е образувала преди около 11 000 години, когато юмрук от магма се е врязал в хълмовете на Централна Франция, създавайки вулкан, който е излял лава, преди да заспа само няколкостотин години по-късно. През последните двадесет години метеорологична станция на върха на Пюи дьо Дом е оборудвана с въздушни проби. Планината е толкова висока, че облаците редовно покриват върха ѝ, което позволява на учените да уловят част от живота, който пренасят.
Проучвания, ръководени от Пиер Амато, аеробиолог в близкия университет Клермон Оверн, разкриха, че всеки милиметър облачна вода, плаваща над Пюи дьо Дом, съдържа до 100 000 клетки. ДНК-то им разкри, че някои принадлежат към познати видове, но много са нови за науката.
Учените, които използват ДНК за идентифициране на видове, са постоянно загрижени за замърсяване и Амато не е изключение. Ястреб, реещ се над Пюи дьо Дом, може например да прелети над епруветките на Амато и да отърси микробите от перата си. В лабораторията на Амато, докторант може да издиша микроби в епруветка. През годините Амато е отхвърлил хиляди потенциални видове, подозирайки, че той или неговите студенти неволно са намазали кожни микроби върху оборудването. Но те уверено са открили над 28 000 вида бактерии в облаците и над 2600 вида гъби.
Амато и други учени, които изучават облаците, подозират, че те може да са особено добри места за оцеляване на бактерии – поне за някои видове. „Облаците са среда, отворена за всички, но където само някои могат да виреят“, пишат Амато и екип от колеги през 2017 г.
За бактериите облакът е като извънземен свят, драстично различен от местообитанията, където те обикновено живеят на сушата или в морето. Бактериите обикновено се струпват заедно. В реките те могат да се превърнат в микробни рогозки. В червата ни те образуват плътни филми. Но в облака всеки микроб съществува в пълна самота, хванат в капан в собствената си капчица. Тази изолация означава, че облачните бактерии не е нужно да се конкурират помежду си за ограничени ресурси. Но една капчица няма много място, за да пренася хранителните вещества, от които микробите се нуждаят, за да растат.
И все пак Амато и колегите му са открили доказателства, че някои микроби наистина могат да растат в облаци. В едно проучване изследователите сравняват проби, събрани от облаци на Пюи дьо Дом, с други, събрани от планината в ясни дни. Изследователите търсят улики за тяхната активност, като сравняват количеството ДНК в пробите си с количеството РНК. Активните, растящи клетки ще правят много копия на РНК от своята ДНК, за да произвеждат протеини.
Изследователите открили, че съотношението на РНК към ДНК е няколко пъти по-високо в облаците, отколкото в чист въздух , което е силен знак, че клетките процъфтяват в облаците. Те също така открили, че бактериите в облаците активират гени, необходими за метаболизма на храната и за растежа.
Human-caused emissions of aerosols – tiny, light‑scattering particles produced mainly by burning fossil fuels – have long acted as an invisible brake on global warming. This is largely because they absorb or reflect incoming sunlight and influence the formation and brightness of… pic.twitter.com/4ly6isUhFt
— Zeke Hausfather (@hausfath) June 10, 2025
За да разберат как тези бактерии могат да виреят в облаците, изследователите са отгледали някои от видовете, които са уловили в лабораторията си, и след това са ги напръскали в камери за симулация на атмосферата. Един вид микроб, известен като Methylobacterium , използва енергията на слънчевата светлина, за да разгради органичния въглерод в капчиците облаци.
С други думи, тези бактерии ядат облаци. Според една оценка, облачните микроби разграждат милион тона органичен въглерод в световен мащаб всяка година .
Подобни открития показват, че аеробиомът е сила, с която трябва да се съобразяваме – такава, която оказва мощно влияние върху химичния състав на атмосферата. Аеробиомът дори променя времето.
Когато облакът се образува, той създава възходящи течения, които издигат наситения с вода въздух до големи височини, където е достатъчно студено, за да превърне водата в лед. След това ледът пада обратно надолу. Ако въздухът близо до земята е студен, той може да падне като сняг. Ако е топъл, той се превръща в дъжд.
Образуването на лед в студен облак може да бъде изненадващо трудно. Дори при температури далеч под точката на замръзване, водните молекули могат да останат течни. Един от начините да се предизвика образуването на лед обаче е да им се даде примес. Когато водните молекули се залепят за повърхността на частицата, те се свързват помежду си - процес, известен като нуклеация. След това други водни молекули се закрепват към тях и се сглобяват в кристална структура, която, когато е достатъчно тежка, ще падне от небето.
Оказва се, че биологичните молекули и клетъчните стени са изключително добри в предизвикването на дъжд. Гъбички, водорасли, цветен прашец , лишеи , бактерии и дори вируси могат да засяват лед в облаците. Възможно е дори облаците и животът да са свързани в тясно свързан цикъл, не само живеейки и поглъщайки облаците, но и помагайки им да се образуват.
Един от най-добрите „създатели на дъжд“ е вид бактерия, наречена Pseudomonas . Учените не са сигурни защо тези бактерии са толкова добри в образуването на лед в облаците , но това може да е свързано с начина, по който растат по листата . Когато студен дъжд падне върху листо, Pseudomonas може да помогне на течната вода да се превърне в лед при по-високи температури, отколкото обикновено. Докато ледът разпуква листата, бактериите могат да се хранят с хранителните вещества вътре.
5️⃣ Microbes Are in the Air You Breathe 🌬️
— SA News Channel (@SatlokChannel) June 11, 2025
Invisible bacteria and fungi are constantly floating in the air — indoors and outdoors. Some even help form clouds and rain! pic.twitter.com/gJQqqDdHNZ
Някои учени дори предполагат, че растенията приветстват бактерии като Pseudomonas , въпреки щетите, които причиняват. Докато вятърът отвява бактериите от растенията и ги издига във въздуха , те се издигат в облаци над главите си. Облаците, засети с Pseudomonas , изливат повече дъжд върху растенията отдолу. Растенията използват водата, за да развият повече листа, а листата поддържат повече бактерии, които се издигат в небето и подтикват облаците да валят още повече вода, за да подхранват живота отдолу. Ако това се окаже вярно, това би била величествена симбиоза, свързваща горите с небето.
Изследванията върху живота в облаците също така повдигат въпроса за съществуването на организми, пренасяни във въздуха, на други планети – дори на такива, които може да изглеждат най-лошите места за оцеляване на живот. Венера например има повърхностна температура, достатъчно висока, за да разтопи оловото. Но облаците, които покриват Венера, са много по-хладни и може би са способни да поддържат живот.
Сара Сийгър, астробиолог в Масачузетския технологичен институт, предполага, че животът може да е възникнал на повърхността на Венера в началото на нейната история, когато е била по-хладна и по-влажна. С нагряването на планетата някои микроби може да са намерили убежище в облаците. Вместо да потънат обратно на повърхността, те може да са се движели нагоре-надолу в атмосферата, носейки течения в продължение на милиони години, казва тя.
Размишленията за извънземния аеробиом на Сийгър могат да направят наблюдението на облаците още по-приятно. Но когато гледаме облаците, разкрива изследването на Амато, ние също така гледаме към собственото си влияние върху света. Когато Амато и колегите му са изследвали гените в микробите, които улавят, те са открили забележителен брой, които придават на бактериите резистентност към антибиотици .
На земята, ние, хората, сме стимулирали широко разпространената еволюция на тези гени за резистентност. Като приемаме прекомерни количества пеницилин и други лекарства за борба с инфекциите, ние благоприятстваме мутанти, които могат да им устоят. Влошавайки нещата, фермерите хранят пилета, свине и други животни с антибиотици, за да ги накарат да пораснат до по-големи размери. Само през 2014 г. 700 000 души са починали по целия свят от инфекции с бактерии, устойчиви на антибиотици. Пет години по-късно броят на жертвите се е увеличил до 1,27 милиона .
Еволюцията на антибиотична резистентност протича в телата на хората и животните, които хората ядат. Бактериите, надарени с тази резистентност, след това напускат своите разсадници и си проправят път през околната среда – в почвата, в потоците и, оказва се, дори във въздуха. Изследователите са открили високи нива на гени за резистентност в бактериите, които се разпространяват в болници и около свинеферми .
Но гените за резистентност, предавани по въздух, могат да се разпространяват и по-далеч. Международен екип от учени е инспектирал филтрите в автомобилните климатици в деветнадесет града по света. Филтрите са уловили богато разнообразие от резистентни бактерии . С други думи, изглежда, че гените за резистентност се разпространяват свободно из градовете.
През последните години Амато и колегите му са планирали още по-дълги пътешествия. В проучване на облаците от 2023 г. те съобщават за откриване на бактерии, носещи 29 различни вида гени за резистентност . Една бактерия, пренасяна във въздуха, може да носи до девет гена за резистентност, всеки от които осигурява различна защита срещу лекарствата. Всеки кубичен метър облак, според тях, съдържа до 10 000 гена за резистентност. Типичен облак, носещ се над главата, може да съдържа повече от трилион от тях.
Амато и колегите му предполагат, че облаците съдържат толкова голям брой гени за резистентност, защото те могат да помогнат на бактериите да оцелеят там. Някои гени осигуряват резистентност към антибиотици, като позволяват на бактериите бързо да изпомпват лекарствата от вътрешността си, отървавайки се от тях, преди да могат да причинят щети. Стресът от живота в облак може да накара бактериите да произвеждат токсични отпадъци, които също трябва да изпомпват бързо.
Облаците може да са в състояние да разпространяват тези гени за резистентност по-далеч от замърсеното месо и вода. Веднъж попаднали в облак, бактериите могат да изминат стотици километри за няколко дни, преди да посеят дъждовна капка и да паднат обратно на Земята. Когато достигнат земята, микробите могат да предадат своите гени за резистентност на други микроби, с които се сблъскват. Амато и колегите му изчисляват, че всяка година от облаците се спускат 2,2 трилиона трилиона гени за резистентност .
