以色列學者發現細菌可長距離乘載於沙漠塵埃之上，且著陸時依舊維持活性

由於體積微小，微生物能夠輕鬆地環遊世界。藉由棲息在沙塵或是空氣懸浮粒子乘風傳遞跨越各大洲與海洋。以色列魏茲曼科學研究院學者與其他學者藉由空氣中所獲取的樣本進行基因定序，一致地證明了這個動態現象。

此研究方向留下了一個關鍵問題：這些微生物在經過了濕度與溫度偏低且擁有強紫外線輻射高海拔區域等循環後而著陸的話，是否還能夠發揮其功能性，進而影響人類、動物與植物產生疾病或是活化生化反應路徑呢？

以色列魏茲曼科學研究院地球與行星系Yinon Rudich教授帶領的實驗室團隊所發表的一項新研究成果顯示，一些此類細菌入境後確實還活著，並且於著陸後能夠持續成長茁壯，產生可能對於公共衛生與農業的相關影響。

Rudich 教授表示：「沙塵暴時外出可能不是件好事！由於氣候變化的關係，沙塵暴的產生頻率可能會增加，因此如果知道沙塵暴中可能夾帶活細菌將能夠針對此現象發出特定健康警告。例如：免疫系統功能受損的人或是飼養牲畜的農民將可以避免接觸到由沙塵暴所帶來的細菌又或者是採取其它預防性措施。」

以色列與東地中海區域是人類遷徙的主要交叉口，也是特別適合用來研究微生物如何藉由沙漠塵粒進行空中旅程的區域。來自撒哈拉沙漠、阿拉伯半島、伊拉克敘利亞邊境與歐洲的氣團匯聚於此區域，並且於風中夾帶著微生物。

在這個新研究中，Rudich 教授實驗室的博士生 Burak Adnan Erkorkmaz 主導著此實驗進行。這項實驗中，研究人員們首先使用安裝於Rudich 教授實驗室屋頂上的空氣採樣系統，在沙塵暴發生時間內與沙塵暴發生之間分別收集了樣本，並且測試了其細菌 DNA。

然而，因為 DNA 是一種耐久的分子，帶有此 DNA的生物死亡後依舊能夠維持完好無缺的狀態。所以，研究人員持續檢測其樣本中的 RNA 這個從細胞 DNA 轉錄而來的較短壽命週期分子。高 RNA / DNA 比將能夠顯示其正在進行中又或者是近期內的遺傳性活動，換句話說，有著實際生命跡象。

博士生 Erkorkmaz 表示：「我們提出假設，如果我們檢測到特定細菌的 RNA 比 DNA 多的話，這代表著我們所討論的這個細菌若不是還活著，就是直到最近都還活著。」他聚焦在核糖體 DNA 與一種稱為 16S 的 RNA 成分，因其對於每一種細菌都是獨一無二的，可以用來辨識細菌種類。

同樣來自Rudich 教授實驗室的 Daniela Gat 博士在他們取得的樣本中發現了大量不同種類的細菌，總計約有 5 千種。在 RNA 定序後，大約有一成的細菌被認為是活著的。

有一些細菌是存在於人類、動物或是植物中已知病原體 (導致疾病的細菌)。樣本中辨識出了的一種假單胞桿菌屬 (Pseudomonas)，具有同時可在人類與牲畜誘發的特性。其他有些則是植物生長過程中重要的參與者，但並不具有致病性。

例如，鞘氨醇單胞菌屬 (Sphingomonas) 是一種參與葡萄酒發酵作用的物種。研究人員所檢驗到的一個甲基桿菌屬細菌 (Methylorubrum) 則是能夠影響草莓成熟與風味的物種。

研究結果同時顯示出，較大的粒子能夠比較小的粒子攜帶更豐富且多樣的細菌。此結果會影響到科學家們評估沙塵暴風險程度的方式，因為目前評估方式皆是認為較小粒子較為危險，因為其更容易深入肺部。

大粒子上較高的細菌濃度也提供了關於細菌們如何在險峻的旅程中倖存下來的線索。他們有可能附著在礦物粉塵之上又或者是聚集在一起，藉此來保護自身。這種現象類似在惡劣的環境中，細菌會被生物膜所包覆的例子。事實上，Erkorkmaz 發現，有著高度存活率的細菌與那些會形成生物膜的細菌有著高度相關性。

此研究團隊藉由分析於沙塵暴期間 7 天的風軌跡圖，搭配上交叉比對沙塵暴移動時的衛星圖像以及團隊收集到的樣本日期，確認了細菌的來源。樣本中所含的細菌組成會因沙塵粒子來源地而異。

與大多數避開沙塵暴的人們不同。，Erkorkmaz 花了數個月的時間藉由天氣預報來追蹤這些氣候事件。不幸的是，對他來說，此研究進行期間，沙塵暴出現時間常常恰好是週末，使得他原本能夠休息的時間仍須爬上屋頂，並且常需要在晚上奇怪的時間點採集樣本。但 Erkorkmaz 表示，這邊的風景很不錯，更重要的是，這樣的犧牲得到了回報。他解釋著，這些研究發現為了乘風而去的細菌們可能帶來的生態衝擊展露出一道曙光。

資料來源：

https://wis-wander.weizmann.ac.il/environment/little-dusty-%E2%80%93-alive