Investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia, en Atlanta (Estados Unidos), han utilizado técnicas de genómica para documentar la presencia de un número importante de microorganismos, principalmente bacterias, que viven en la troposfera media y alta, una parte de la atmósfera de aproximadamente cuatro a seis kilómetros por encima de la superficie de la Tierra.

   El hallazgo es de interés para los científicos de la atmósfera debido a que los microorganismos podrían desempeñar un papel en la formación de hielo que puede impactar en el tiempo y el clima, según la investigación publicada en 'Proceedings of the National Academy of Sciences'. El transporte a larga distancia de las bacterias también es interesante para los modelos de transmisión de enfermedades.

   Los microorganismos fueron documentados en muestras de aire tomadas como parte del programa de Génesis y Rápidos Procesos de Intensificación (GRIP) de la NASA para estudiar las masas de aire de baja y alta altitud asociadas con las tormentas tropicales. El muestreo se realizó desde un avión DC-8 sobre la tierra y el océano, incluido el Mar Caribe y partes del Océano Atlántico, y se realizó antes, durante y después de dos grandes huracanes tropicales, Earl y Karl, en 2010.

   "No esperábamos encontrar tantos microorganismos en la troposfera, que se considera un entorno difícil para la vida", dijo Kostas Konstantinidis, profesor asistente en la Escuela de Ingeniería Civil y Ambiental en el Instituto de Tecnología de Georgia. Así, resaltó que parece que hay"una gran diversidad de especies, pero no todas las bacterias lo hacen en la troposfera superior."

   A bordo de la aeronave, un sistema de filtro diseñado por el equipo de investigación recogió partículas, incluyendo microorganismos, del aire exterior.

Los filtros fueron analizados mediante técnicas de genómica incluyendo la reacción en cadena de polimerasa (PCR) y la secuenciación de genes, lo que permitió a los investigadores a detectar los microorganismos y estimar sus cantidades convencionales sin necesidad de utilizar técnicas de cultivo celular.

   Cuando las masas de aire estudiadas se originaron en el océano, el muestreo encontró bacterias en su mayoría marinas. Las masas de aire que se originaron por la tierra en su mayoría tenían bacterias terrestres y los científicos también vieron fuertes evidencias de que los huracanes tuvieron un impacto significativo en la distribución y dinámica de poblaciones de microorganismos.

   El estudio demostró que las células bacterianas viables representaban, en promedio, alrededor del 20 por ciento de las partículas totales detectadas en el intervalo de tamaño de 0,25 a 1 micrómetros de diámetro. Por lo menos en orden de magnitud, las bacterias superaban en número a los hongos en las muestras, y se detectaron 17 taxones diferentes de bacterias, incluyendo algunas que son capaces de metabolizar los compuestos de carbono ubicuos en la atmósfera, como ácido oxálico.

   Los microorganismos podrían tener un impacto previamente no identificado en la formación de nubes completando (o reemplazando) las partículas abióticas que normalmente sirven como núcleos para la formación de cristales de hielo, dijo Athanasios Nenes, profesor en la Escuela Técnica de la Tierra y Ciencias de la Atmósfera de Georgia y la Escuela de Ingeniería Química y Biomolecular.

   "Ante la ausencia de polvo u otros materiales que puedan ofrecer un buen núcleo para la formación de hielo, sólo tener un pequeño número de estos microorganismos alrededor podría facilitar la formación de hielo en estas altitudes y atraer la humedad circundante", explicó Nenes.

   Los microorganismos probablemente llegar a la troposfera por los mismos procesos que el polvo de lanzamiento y la sal del mar hacia el cielo. "Cuando la espuma del mar se genera, puede llevar bacterias porque hay una gran cantidad de bacterias y materia orgánica en la superficie del océano", señaló Nenes.

   Para el futuro, los investigadores intentarán saber si ciertos tipos de bacterias son más adecuadas que otras para sobrevivir a estas alturas. Los científicos también querrían entender el papel que juegan los microorganismos y determinar si están o no ejerciendo funciones metabólicas en la troposfera.