Leben liegt in der Luft

Identifizierung von Bioaerosolen in der Atmosphäre Amazoniens

Biologische Partikel, die in der Atmosphäre schweben, wie Pollen und Pilzsporen, sind von großer Bedeutung. Viele frühere Studien, darunter auch jene von ATTO, haben sich auf ihre chemischen und physikalischen Eigenschaften konzentriert. Die Wissenschaftler wollen zum Beispiel die Rolle dieser Partikel bei der Wolkenbildung und beim Niederschlag verstehen.

Aber auch biologische Partikel in der Luft, so genannte Bioaerosole, beeinflussen die Dynamik der darunter liegenden Biosphäre. Pflanzen und Pilze verbreiten Pollen bzw. Sporen, um die Bestäubung und Fruchtbildung sicherzustellen und neue Organismen zu etablieren. In vielen Fällen ist es für ihr Überleben unerlässlich, dass diese Partikel in die Luft gelangen. Bislang ist jedoch nur wenig über die biologische taxonomische Identität dieser Bioaerosole bekannt.

In einer neuen Studie haben Sylvia Mota de Oliveira und ihre Kollegen versucht, diese Wissenslücke zu schließen. Sie nutzten den ATTO-Standort, um Luftproben in 300 m Höhe über dem Wald zu sammeln. Anschließend analysierten sie mit Hilfe der DNA-Sequenzierung die vorhandenen biologischen Komponenten und fanden heraus, zu welchen Pflanzen- oder Pilzarten sie gehören.

Ihre Ergebnisse zeigen, dass die Zusammensetzung der Arten in der Luft eng mit der darunter liegenden Umgebung zusammenhängt und viele der Gattungen umfasst, die zuvor von der Mitautorin Cybelli Barbosa anhand morphologischer Merkmale identifiziert wurden. Viele der Bioaerosole, die sie in der Luft identifizierten, gehören zu amazonischen Arten, die in diesem Gebiet häufig vorkommen. Bei den Pflanzen sind die Ergebnisse zugunsten von Arten verzerrt, die stark auf Windbestäubung angewiesen sind. Bei Arten, die andere Mechanismen der Pollenfreisetzung nutzen, ist die Wahrscheinlichkeit geringer, dass die Pollenkörner in die Luft gelangen. Daher ist die Artenzusammensetzung in der Atmosphäre anders als in der Biosphäre.

Zusätzlich zu diesen amazonischen Arten konnte das Team auch Taxa identifizieren, die außerhalb des Amazonas leben. Dabei handelt es sich zumeist um Arten, die für ihre guten Windbestäubungsstrategien bekannt sind. Obwohl ihre Herkunft unklar bleibt, kann man davon ausgehen, dass der Wind diese Partikel über weite Strecken zum Untersuchungsgebiet transportiert hat. Dies bestätigt, dass der Windtransport ein wichtiger Prozess ist, um Arten über Regionen hinweg zu verbreiten.

Ihre Ergebnisse zeigen, dass die Zusammensetzung der Arten in der Luft eng mit der darunter liegenden Umgebung zusammenhängt und viele der Gattungen umfasst, die zuvor von der Mitautorin Cybelli Barbosa anhand morphologischer Merkmale identifiziert wurden. Viele der Bioaerosole, die sie in der Luft identifizierten, gehören zu amazonischen Arten, die in diesem Gebiet häufig vorkommen. Bei den Pflanzen sind die Ergebnisse zugunsten von Arten verzerrt, die stark auf Windbestäubung angewiesen sind. Bei Arten, die andere Mechanismen der Pollenfreisetzung nutzen, ist die Wahrscheinlichkeit geringer, dass die Pollenkörner in die Luft gelangen. Daher ist die Artenzusammensetzung in der Atmosphäre anders als in der Biosphäre.

Zusätzlich zu diesen amazonischen Arten konnte das Team auch Taxa identifizieren, die außerhalb des Amazonas leben. Dabei handelt es sich zumeist um Arten, die für ihre guten Windbestäubungsstrategien bekannt sind. Obwohl ihre Herkunft unklar bleibt, kann man davon ausgehen, dass der Wind diese Partikel über weite Strecken zum Untersuchungsgebiet transportiert hat. Dies bestätigt, dass der Windtransport ein wichtiger Prozess ist, um Arten über Regionen hinweg zu verbreiten.

Die auffälligste neue Erkenntnis ist jedoch der starke Kontrast zwischen der Artenzusammensetzung in der nahezu unberührten Atmosphäre des Amazonasgebiets und in städtischen Gebieten. An ATTO fanden die Wissenschaftler überraschend wenige allergene Pilze und Pflanzenkrankheitserreger. Sie waren zwar durchaus vorhanden, aber im Gleichgewicht mit der übrigen Vegetation. Die Wissenschaftler haben jedoch festgestellt, dass diese Arten in städtischen Gebieten verhältnismäßig viel häufiger vorkommen, was zu Problemen führen kann. Das bedeutet, dass die Pflanzen- und Pilzpopulationen in Wäldern viel ausgewogener sind, so dass die Luft gesünder ist.

Sylvia Mota de Oliveira et al. veröffentlichten die Studie “Life is in the air: An expedition into the Amazonian atmosphere” Open Access in der Zeitschrift Frontiers in Ecology and Evolution. doi: 10.3389/fevo.2022.789791

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