Najvyššie lokalizovaný život na Zemi sa nachádza v horných vrstvách atmosféry, najmä v troposfére a spodnej stratosfére. Tieto oblasti sa rozprestierajú od zemského povrchu až do výšky približne 20 – 50 kilometrov, pričom troposféra zahŕňa spodných 8 – 15 kilometrov a stratosféra sa rozprestiera približne do výšky 50 kilometrov.
V týchto najvyšších vrstvách sú formy života prevažne mikroskopické, vrátane rôznych druhov baktérií, húb a dokonca aj niektorých odolných jednobunkových organizmov nazývaných extrémofily. Tieto organizmy dokážu prežiť drsné podmienky, ako je nízky tlak, extrémne teploty, vysoká radiácia a obmedzené množstvo živín.
Jednou z významných skupín organizmov, ktoré sa vyskytujú vo vysokých nadmorských výškach, sú extrémofilné baktérie. Tieto baktérie dokážu prežiť extrémne podmienky vrátane teplotných výkyvov, vysokej úrovne ultrafialového žiarenia a obmedzených zdrojov. Medzi príklady patria Deinococcus radiodurans, ktorý je vysoko odolný voči žiareniu, a Bacillus subtilis, ktorý dokáže vytvárať ochranné spóry, aby prežil nepriaznivé podmienky.
Ďalšou skupinou organizmov, ktoré sa vyskytujú vo vysokých nadmorských výškach, sú extrémofilné huby. Môžu sa šíriť pomocou veterných prúdov a dokážu prežiť v náročných podmienkach. Príkladom sú druhy rodov Aspergillus a Penicillium.
Vedci objavili vo vyšších vrstvách atmosféry aj drobné živočíchy nazývané tardigrády alebo pomalky. Tardigrády sú známe svojou pozoruhodnou odolnosťou voči extrémnym prostrediam vrátane vysokého tlaku, radiácie a extrémnych teplôt. Stále však nie je jasné, či aktívne žijú v horných vrstvách atmosféry, alebo ich tam jednoducho prenáša vietor.
Mikroorganizmy nachádzajúce sa vo vrchných vrstvách atmosféry sú fascinujúce a ich schopnosť prežiť a prosperovať v extrémnych podmienkach poskytuje cenné poznatky o odolnosti života. Tu je niekoľko ďalších informácií o týchto formách života a ich dôsledkoch:
Mikrobiálny „vzdušný planktón“
Tak ako v oceáne existuje planktón, aj vo vyšších vrstvách atmosféry žije rozmanité spoločenstvo mikroskopických foriem života. Tieto organizmy, niekedy označované ako „vzdušný planktón“, môžu byť prenášané vzdušnými prúdmi na veľké vzdialenosti, dokonca aj cez kontinenty. Sú nevyhnutné pre rôzne biogeochemické procesy vrátane kolobehu uhlíka, dusíka a iných živín.
Úloha pri tvorbe oblakov
Niektoré mikroorganizmy, ktoré sa nachádzajú vo veľkých výškach, majú schopnosť pôsobiť ako kondenzačné jadrá oblakov, čo sú častice, okolo ktorých môže kondenzovať vodná para a vytvárať kvapky oblakov. To je dôležité najmä pre baktériu Pseudomonas syringae, ktorá môže pri relatívne vysokých teplotách spôsobiť tvorbu ľadu. Táto schopnosť tvorby ľadu je kľúčová pri tvorbe oblakov a zrážok.
Stratégie prežitia
Na prežitie v drsných podmienkach horných vrstiev atmosféry si mikroorganizmy vyvinuli rôzne obranné mechanizmy. Napríklad niektoré baktérie vytvárajú spóry, čo sú neaktívne, vysoko odolné štruktúry, ktoré dokážu odolávať extrémnym podmienkam prostredia. Iné organizmy, ako napríklad Deinococcus radiodurans, dokážu účinne opravovať svoju DNA, čo im umožňuje prežiť vysoké úrovne radiácie.
Astrobiologické dôsledky
Štúdium extrémofilov v horných vrstvách zemskej atmosféry môže poskytnúť cenné informácie pre oblasť astrobiológie, ktorá sa zameriava na pochopenie potenciálu života mimo Zeme. Odolnosť týchto organizmov v extrémnych podmienkach ponúka pohľad na typy prostredí, ktoré by potenciálne mohli podporovať život na iných planétach alebo nebeských telesách.
Odber vzoriek bioaerosolu
Výskumníci neustále vyvíjajú nové metódy na odber vzoriek bioaerosolov, čo sú častice prenášané vzduchom, ktoré obsahujú živé organizmy alebo ich vedľajšie produkty. Zberom vzoriek z balónov vo veľkých výškach, lietadiel a dokonca aj rakiet vedci lepšie chápu rozmanitosť, distribúciu a dynamiku mikrobiálneho života v zemskej atmosfére.
Štúdium života vo vyšších vrstvách atmosféry nielenže rozširuje naše poznatky o prispôsobivosti života, ale má aj význam pre výskum klímy, biotechnológie a hľadanie mimozemského života.
Komentujte ako prvý