Microbes may be responsible for sno

Microbes may be responsible for snow—and rain for that matter. They are certainly involved in much of the man-made snow that ski resorts use to cover for Mother Nature's winter lapses. Microorganisms, particularly bacteria, produce proteins in their cell walls that bind water—even if they are dead. In fact, they bind water in such an orderly fashion that water droplets freezing around a microbe almost mirror the natural lattice formation of ice. As a result, bacteria can help snow form at warmer temperatures than would otherwise be the case, which explains why some ski resorts add dead microbes to the mix in their snowmaking machines. And now scientists have discovered such biological precipitation catalysts in natural snows—in such far-flung locations as Montana and Antarctica.

Microbiologist Brent Christner at Louisiana State University in Baton Rouge and his colleagues collected snow samples from 19 different sites, including Bozeman, Mont., the French Alps, Ross Island in Antarctica and a glacier in the Yukon's Wheaton River Valley. They found microbes in all of the samples, and the highest concentrations in the least remote areas.

In an attempt to gauge whether these microbes were the catalysts of their snowflake vessels, the team exposed them to heat as well as an enzyme found in tears that punctures bacterial cell walls—both of which reduce the ice-forming ability of many microbes. They then placed the particles in purified water and discovered that they were no longer able to freeze water as effectively at warmer temperatures. "We would not expect that heat treatment to have any effect on dust particles," Christner notes. "It's good evidence that it's proteinaceous in origin, that it's biological."

Of course, this does not prove that the microbes were actually in the clouds, seeding the snowfall: "Just because we find an ice nucleator in rain or snow doesn't mean it originated in a cloud; it could be scavenged during precipitation," Christner says. But other researchers, including microbial ecologist Gary Andersen of Lawrence Berkeley National Laboratory in California, have found as many as 2,000 varieties of microbes in the air above Texas cities.

"It is clear that they are widely distributed in the atmosphere," Christner says. "If they are in the atmosphere, there is no reason they couldn't get into clouds."

Although it remains unclear which microbes may be most responsible for snowfall or rainstorms, one leading candidate is the plant pathogen Pseudomonas syringae, which infects wheat, corn and other crops. It is a major pest—and the target of genetic modification—because it causes immediate crop damage if the temperatures drop below freezing.

But it also shows up in clouds with this water-organizing protein on its cell walls—as do fungi, pollen and a host of other biological bits that boast the same property. "There are a large variety of organisms in nature that have this activity that we just haven't discovered yet," Christner says. For example, algae in the ocean can control local weather by releasing a volatile compound that helps promote cloud cover.

That means that Pseudomonas syringae and the other living microbes in the clouds might just be perpetuating themselves—and spreading—when it snows or rains.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

จุลินทรีย์อาจมีหิมะ — และสำหรับเรื่องที่ พวกเขามีส่วนร่วมแน่นอนมากของมนุษย์หิมะที่สกีรีสอร์ทใช้เพื่อธรรมชาติฤดูหนาวนาค จุลินทรีย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งแบคทีเรีย ผลิตโปรตีนในผนังเซลล์ของพวกเขาที่ผูกน้ำ — แม้ว่าจะตาย ในความเป็นจริง พวกเขาผูกน้ำในดังกล่าวเป็นระเบียบแฟชั่นว่า หยดน้ำแข็งรอบตัวจุลชีพเกือบกระจกตาข่ายธรรมชาติก่อตัวของน้ำแข็ง เป็นผล แบคทีเรียสามารถช่วยฟอร์มหิมะที่อุณหภูมิที่อุ่นขึ้นกว่าปกติกรณี ซึ่งอธิบายว่า ทำไมบางสกีรีสอร์ทเพิ่มจุลินทรีย์ตายการผสมในเครื่องของพวกเขาเครื่องสร้างหิมะ และตอนนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบตัวเร่งปฏิกิริยาตกตะกอนทางชีวภาพดังกล่าวในธรรมชาติฝังตัวในสถานห่างไกลเช่นมอนตานาและแอนตาร์กติกาBrent Christner microbiologist มหาวิทยาลัยรัฐหลุยส์เซียนาในแบตันรูชและเพื่อนร่วมงานของเขารวบรวมตัวอย่างหิมะจากไซต์ต่าง ๆ 19 รวมโบซแมน Mont. แอลป์ เกาะรอสส์ในแอนตาร์กติกา และธารน้ำแข็งหุบเขาสร้างของยู พวกเขาพบจุลินทรีย์ในตัวอย่าง และความเข้มข้นสูงสุดของทั้งหมดในพื้นที่อย่างน้อยในความพยายามที่จะวัดว่าจุลินทรีย์เหล่านี้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาของหลอดเกล็ดหิมะ ทีมสัมผัสได้กับความร้อนเป็นเอนไซม์พบในน้ำตาที่รูผนังเซลล์แบคทีเรีย — ซึ่งลดความสามารถในการขึ้นรูปแข็งของจุลินทรีย์จำนวนมาก พวกเขาวางอนุภาคในน้ำบริสุทธิ์ และค้นพบได้ว่า พวกเขาไม่สามารถหยุดน้ำที่อุณหภูมิที่อุ่นขึ้นอย่างมีประสิทธิภาพ "เราไม่คาดหวังว่าความร้อนจะมีผลอนุภาคฝุ่น บันทึกย่อ Christner "มันเป็นหลักฐานว่า มันเป็นโปรตีนในกำเนิด ว่า มันเป็นทางชีวภาพ"แน่นอน นี้ไม่ได้พิสูจน์ว่า จุลินทรีย์ถูกจริงในเมฆ เพาะหิมะตก: "เพียง เพราะเราหา nucleator น้ำแข็งมีฝน หรือหิมะไม่ได้หมายความ มันมาในเมฆ มันอาจจะเก่าในช่วงฝน Christner กล่าว แต่นักวิจัยอื่น ๆ รวม ecologist จุลินทรีย์แอนเดอร์เซ็นแกรี่ Lawrence Berkeley ห้องปฏิบัติการแห่งชาติแคลิฟอร์เนีย พบ 2000 เป็นสายพันธุ์ของจุลินทรีย์ในอากาศเหนือเมืองเท็กซัส"เป็นที่ชัดเจนว่า พวกเขาจะกระจายอย่างกว้างขวางในบรรยากาศ Christner กล่าว "ถ้าพวกเขาอยู่ในบรรยากาศ มีเหตุผลที่พวกเขาไม่สามารถรับลง"แม้ว่ามันยังคงไม่ชัดเจนจุลินทรีย์ซึ่งอาจจะมากที่สุดชอบหิมะหรือพายุฝน หนึ่งผู้สมัครชั้นนำเป็นพืชเชื้อโรค Pseudomonas syringae ซึ่งติดเชื้อข้าวสาลี ข้าวโพด และพืชอื่น ๆ เป็นศัตรูพืชสำคัญ — และเป้าหมายของการปรับเปลี่ยนพันธุกรรม — เพราะทำความเสียหายพืชทันทีหากอุณหภูมิลดต่ำกว่าจุดเยือกแข็งแต่มันยังแสดงในเมฆด้วยโปรตีนนี้จัดการน้ำบนผนังเซลล์ของ — เช่นเชื้อรา ละอองเกสร และโฮสต์ของบิตทางชีวภาพอื่น ๆ ที่มีคุณสมบัติเดียวกัน "มีความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตในธรรมชาติที่มีกิจกรรมนี้ที่เรายังไม่ค้นพบเพียงแค่ยัง Christner กล่าว ตัวอย่างเช่น สาหร่ายในมหาสมุทรสามารถควบคุมสภาพอากาศ โดยการปล่อยสารระเหยที่ช่วยส่งเสริมมีเมฆปกคลุมนั่นหมายความ ว่า Pseudomonas syringae และอื่น ๆ จุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่ในเมฆอาจเพียงแค่จะดำเนินตัวเอง — และแพร่ — เมื่อหิมะตก หรือฝนตก

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

จุลินทรีย์อาจต้องรับผิดชอบหิมะและฝนสำหรับเรื่องที่ พวกเขามีส่วนร่วมอย่างแน่นอนมากในหิมะที่มนุษย์สร้างขึ้นที่สกีรีสอร์ทใช้เพื่อครอบคลุมสำหรับแม่ธรรมชาติหมดฤดูหนาว จุลินทรีย์โดยเฉพาะเชื้อแบคทีเรียที่ผลิตโปรตีนในผนังเซลล์ของพวกเขาที่ผูกน้ำแม้ว่าพวกเขาจะตาย ในความเป็นจริงพวกเขาผูกน้ำในแฟชั่นระเบียบที่หยดน้ำแช่แข็งรอบจุลินทรีย์เกือบสะท้อนการก่อตาข่ายธรรมชาติของน้ำแข็ง เป็นผลให้แบคทีเรียที่สามารถช่วยให้รูปแบบหิมะที่อุณหภูมิอุ่นกว่ามิฉะนั้นจะเป็นกรณีซึ่งจะอธิบายว่าทำไมบางสกีรีสอร์ทเพิ่มจุลินทรีย์ที่ตายแล้วไปผสมในเครื่อง snowmaking ของพวกเขา และตอนนี้นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบตัวเร่งปฏิกิริยาการตกตะกอนเช่นชีวภาพในหิมะในสถานที่ดังกล่าวอยู่ห่างไกลเป็น Montana และแอนตาร์กติกา. ธรรมชาติ

จุลชีววิทยา Brent Christner ที่มหาวิทยาลัยแห่งรัฐหลุยเซียในแบตันรูชและเพื่อนร่วมงานของเขาเก็บตัวอย่างจากหิมะ 19 เว็บไซต์ที่แตกต่างกันรวมทั้งโบซแมน, Mont , แอลป์ฝรั่งเศส, เกาะรอสส์ในทวีปแอนตาร์กติกาและธารน้ำแข็งในยูคอน Wheaton หุบเขาแม่น้ำ พวกเขาพบว่าจุลินทรีย์ในตัวอย่างทั้งหมดและความเข้มข้นสูงสุดในพื้นที่ห่างไกลอย่างน้อย.

ในความพยายามที่จะวัดว่าจุลินทรีย์เหล่านี้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาของเรือเกล็ดหิมะของพวกเขาทีมสัมผัสพวกเขาให้ความร้อนเช่นเดียวกับเอนไซม์ที่พบในน้ำตาว่า เข็มผนังทั้งเซลล์ของแบคทีเรียซึ่งลดน้ำแข็งก่อความสามารถของจุลินทรีย์หลาย จากนั้นพวกเขาวางอนุภาคในน้ำบริสุทธิ์และพบว่าพวกเขาไม่สามารถที่จะหยุดน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพที่อุณหภูมิที่อุ่นขึ้น "เราจะไม่คาดหวังว่าการรักษาความร้อนที่จะมีผลกระทบต่ออนุภาคฝุ่น" บันทึก Christner "มันเป็นหลักฐานที่ดีว่ามันเป็นโปรตีนในการให้กำเนิดว่ามันเป็นทางชีวภาพ."

ของหลักสูตรนี้ไม่ได้พิสูจน์ว่าจุลินทรีย์เป็นจริงในเมฆเพาะหิมะ: "เพียงเพราะเราหา nucleator น้ำแข็งในฝนหรือหิมะไม่ หมายความว่ามันจะเกิดขึ้นในเมฆ; มันอาจจะเป็นในช่วงพายุฝน "Christner กล่าวว่า แต่นักวิจัยอื่น ๆ รวมทั้งนิเวศวิทยาของจุลินทรีย์แกรี่แอนเดอเรนซ์เบิร์กลีย์ห้องปฏิบัติการแห่งชาติในรัฐแคลิฟอร์เนียได้พบเป็นจำนวนมากถึง 2,000 สายพันธุ์ของเชื้อจุลินทรีย์ในอากาศเหนือเมืองเท็กซัส.

"เป็นที่ชัดเจนว่าพวกเขาจะกระจายอย่างกว้างขวางในบรรยากาศ" Christner กล่าวว่า "ถ้าพวกเขาอยู่ในชั้นบรรยากาศมีเหตุผลที่พวกเขาไม่สามารถเข้าไปในกลุ่มเมฆ no."

แม้ว่ามันจะยังไม่ชัดเจนซึ่งจุลินทรีย์ที่อาจต้องรับผิดชอบมากที่สุดสำหรับหิมะตกหรือพายุฝนหนึ่งนำผู้สมัครเป็นพืชเชื้อโรค Pseudomonas syringae ที่ติดเชื้อในข้าวสาลี ข้าวโพดและพืชอื่น ๆ มันเป็นศัตรูพืชและที่สำคัญเป้าหมายของพันธุกรรมแก้ไขเพราะมันทำให้เกิดความเสียหายพืชทันทีถ้าอุณหภูมิลดลงต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง.

แต่ก็ยังแสดงในเมฆที่มีโปรตีนน้ำการจัดระเบียบนี้ในเซลล์ของผนังเช่นเดียวกับเชื้อราและเกสร โฮสต์ของบิตทางชีวภาพอื่น ๆ ที่โอ้อวดคุณสมบัติเดียวกัน "มีความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตในธรรมชาติที่มีกิจกรรมนี้ว่าเราก็ไม่ได้ค้นพบยัง" Christner กล่าวว่า ยกตัวอย่างเช่นสาหร่ายในมหาสมุทรสามารถควบคุมสภาพอากาศในท้องถิ่นโดยการปล่อยสารระเหยที่ช่วยส่งเสริมเมฆปกคลุม.

นั่นหมายความว่า Pseudomonas syringae และจุลินทรีย์ที่มีชีวิตอื่น ๆ ในเมฆก็อาจจะยืนยาวตัวเองและการแพร่กระจายเมื่อหิมะหรือฝนตก