كشفت دراسة سنغافورية جديدة أنه مع ارتفاع درجة الحرارة العالمية، ستنتشر الكائنات المجهرية المختلفة الموجودة في الهواء بشكل أكبر، وقد ينشر بعضها المرض في مناطق من العالم لم يتم العثور عليها من قبل.
بقلم يوناتان شير - زفيتا، وكالة أنباء العلوم والبيئة
في العامين الماضيين، طورنا جميعًا وعيًا عاليًا بكل شخص يسعل أو يعطس (وسبب ما يجلس بجوارنا دائمًا)، وبحقيقة أن الهواء الذي نتنفسه قد يحتوي على فيروسات خطيرة تحتاج إلى الحماية. ضد. ومع ذلك، وبصرف النظر عن فيروس كورونا الذي عصف بالعالم، هناك عدد لا يحصى من المخلوقات المجهرية من مختلف الأنواع في الهواء من حولنا، وبعضها يمكن أن يسبب الأمراض للإنسان أو النبات.
בم حيث تم استخدام طريقة مبتكرة، ونشرها باحثون من سنغافورة والبرازيل وألمانيا، تم الكشف عن تركيبة الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في عمود الهواء. وخلص الباحثون من البيانات التي خرج بها البحث ومن المعلومات السابقة إلى أنه مع استمرار ارتفاع درجات الحرارة العالمية بسبب أزمة المناخ، ستتكاثر عوامل الأمراض المختلفة وتنتشر حول العالم إلى مناطق لا توجد فيها حاليا، وقد تشكل خطرا على الصحة. تهديد لصحتنا وقدرتنا على زراعة الغذاء.
مثل أمعاء الإنسان والحيوانات الأخرىوالماء والتربة، والهواء أيضًا بيئة تعيش فيها العديد من الكائنات الحية الدقيقة - كائنات مجهرية مثل البكتيريا والفيروسات والفطريات. يقول البروفيسور يوآف يائير، عميد كلية الاستدامة في جامعة رايخمان: "عندما تترك الخبز على المنضدة في المطبخ، فإنه سوف يصبح متعفنًا في غضون أيام قليلة". "من أين أتت الجراثيم التي تسببت في ذلك؟ حسنًا، إنهم في الهواء طوال الوقت. نحن جميعًا نتنفس الهواء الذي يحتوي على كميات هائلة من الجزيئات." البروفيسور ستيفان شوستر، أحد قادة البحث الجديد، اكتشفت في الماضي أن السنغافوريين يتنفسون كل يوم ما بين 100 إلى مليون كائن حي دقيق من حوالي 725 نوعًا مختلفًا (معظمها غير ضار للإنسان). يقول يائير: "يمكن للمرء أن يفترض أن هذه الأرقام مماثلة في إسرائيل".
تم العثور على أكبر تركيز للكائنات الحية الدقيقة في الهواء بالقرب من الأرض، في جزء من الغلاف الجوي يعرف باسم "الطبقة الحدودية". "هذه هي الطبقة الدنيا من الغلاف الجوي، وهي الطبقة التي تتلامس مع الأرض وسطح البحر وحيث يتم تبادل الطاقة والمواد على نطاق واسع"، يوضح يائير. وهي ليست طبقة "دائمة"، بل طبقة تتغير أبعادها حسب عوامل مختلفة. ووفقا له، خلال ساعات معينة من أحداث تلوث الهواء الشديدة، من السهل تحديد الطبقة الحدودية. "عندما تقود سيارتك من القدس إلى تل أبيب في الصباح وترى نوعًا من الحساء البني فوق غوش دان - فهذه هي الطبقة الحدودية".
أكثر سخونة، أعلى، أبعد
وفي الدراسة الجديدة، التي نشرت في المجلة العلمية PNAS، استخدم الباحثون برجًا يبلغ ارتفاعه 200 متر مزودًا بأدوات قياس الأرصاد الجوية (بما في ذلك الرطوبة وسرعة الرياح ودرجة الحرارة ومقاييس الإشعاع الشمسي)، وطائرة بحث مجهزة بـ 38 نظامًا لأخذ العينات. والتي يتم من خلالها أخذ عينات من الهواء على ارتفاعات مختلفة، من مستوى سطح الأرض إلى 3,500 متر، في أوقات مختلفة من اليوم - بما في ذلك الكائنات الحية الدقيقة الموجودة فيه. لاحقًا، قاموا بتحليل كمية ونوع الحمض النووي الذي تحتويه كل عينة، ورسموا خريطة رأسية عالية الدقة (أي مقسمة على الارتفاع) لوجود الكائنات الحية الدقيقة على ارتفاعات مختلفة خلال اليوم وفقًا للعينات.
في الواقع، حاول الباحثون فهم ما يؤثر على الارتفاع الذي تصل إليه البكتيريا والفيروسات، قبل أن تهبط مرة أخرى نحو الأرض. تكمن أهمية الإجابة على هذا السؤال في أنه كلما ارتفع نوع معين من الكائنات الحية الدقيقة - كلما زاد احتمال هبوطه في مكان أبعد عن نقطة انطلاقه. يوضح يائير: "الحقيقة الأساسية في علم الأرصاد الجوية هي أن سرعة الرياح تزداد كلما ابتعدت عن السطح، لأن الهواء القريب من الأرض يحتك بها ويفقد الطاقة". "لذلك، إذا وصلت الطبقة الحدودية إلى مستوى أعلى، فيمكن للجزيئات الموجودة فيها أن تتحرك لمسافات أطول."
ووجد الباحثون أن درجة الحرارة هي العامل البيئي الوحيد الذي له أهمية في تحديد ذروة الارتفاع التي تصل إليها الكائنات الحية الدقيقة المحمولة جوا خلال النهار. إن تفسير استنتاجهم سهل الفهم عندما تتذكر المبدأ البسيط الذي بموجبه ترتفع الحرارة. أثناء النهار، تعمل الحرارة التي تأتي من الشمس ويمتصها سطح الأرض على تدفئة الهواء فوق الأرض ويحدث تمددًا واختلاطًا معينًا للطبقة الحدودية بطبقة الغلاف الجوي التي فوقها. "عادة، هناك عمليات خلط في الغلاف الجوي، من المستوى الجزيئي إلى حجم السحب"، يوضح يائير. "مع زيادة تسخين السطح، ترتفع الطبقة الحدودية إلى الأعلى، ومعها يرتفع أيضًا التلوث والغبار والبكتيريا."
زيادة خطر انتشار المرض
ووفقا للنتائج، يحذر الباحثون من أن الجو الأكثر دفئا - نتيجة لارتفاع درجة الحرارة العالمية كجزء من أزمة المناخ - يزيد من خطر انتشار الأمراض إلى البشر والنباتات في مناطق واسعة لم تكن موجودة من قبل.
أبعد من ذلك، تشير الدراسات المختلفة إلى أن ارتفاع درجة الحرارة العالمية يسمح لعوامل المرض بالبقاء على قيد الحياة في المناطق التي كانت باردة جدًا بالنسبة لهم. ويمكن رؤية هذه الآثار الضارة في جميع أنحاء العالم اليوم بالفعل. يقول يائير: "الملاريا، على سبيل المثال، حساسة لدرجات الحرارة المنخفضة - وهي تنتشر اليوم إلى خطوط العرض الشمالية لأن درجة الحرارة آخذة في الارتفاع". "وتحدث ظاهرة مماثلة أيضًا بين أنواع مختلفة من الحشرات الضارة حول العالم."
إن الزيادة في درجة الحرارة هي إحدى الطرق التي قد تؤدي بها أزمة المناخ إلى زيادة معدلات الإصابة بالأمراض. هناك طريقة أخرى يمكن أن يحدث بها هذا بسبب تغير المناخ، والتي سيسلط الضوء عليها بحث يائير مع علماء آخرين، وهي ظاهرة "ربو العاصفة الرعدية". ويقول: "خلال مرحلة التراجع من العواصف الرعدية، تهب الرياح وتدفع العديد من جزيئات الغبار وحبوب اللقاح والجراثيم الفطرية، وبعضها يسبب حساسية شديدة". "في عام 2015، كانت هناك عاصفة رعدية شديدة في إسرائيل، مما أدى إلى قدوم المزيد من الأشخاص إلى غرف الطوارئ بسبب الربو. وستؤدي أزمة المناخ إلى زيادة وتيرة العواصف الرعدية وإطالة فترة زهر العديد من النباتات، بعضها مسبب للحساسية". وهذا يعني، حسب قوله، أن هناك احتمالًا كبيرًا ومتزايدًا لأحداث ربو العواصف الرعدية."
وإلى جانب المخاطر التي من المتوقع أن تزداد على صحة الإنسان والمحاصيل الزراعية التي نعتمد عليها مع ارتفاع درجة حرارة العالم، من المهم أن نتذكر أن معظم الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في الهواء ليست ضارة بالبشر على الإطلاق. يقول يائير: "معظم الناس يتقبلون هذه الظاهرة، لأن التطور جعلنا محصنين ضد العديد من الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في الهواء". "ومع ذلك، فإن السكان الحساسين والضعفاء قد يعانون من هذا الأمر."
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
