تصور ديفيد ساندز من جامعة ولاية مونتانا فكرة قيام البكتيريا بإحداث المطر. بينما كانوا على دراية بفكرة هطول الأمطار ، ما مدى صحة نظريته حول الترسيب الحيوي؟ 

في علم الأرصاد الجوية ، يشير الترسيب البيولوجي إلى نواة الجليد بواسطة البكتيريا الموجودة في السحب. هذه العملية تؤدي بعد ذلك إلى تساقط الثلوج أو هطول الأمطار. على ما يبدو ، السماء ليست فراغًا عقيمًا. إنه يعج بالبكتيريا التي تعتبر حيوية لنمو النباتات.

الترسيب البيولوجي

في عام 1982 ، اكتشف ديفيد ساندز ، أستاذ علوم النبات وعلم أمراض النبات في جامعة ولاية مونتانا ، دورة الترسيب الحيوي. تشرح العملية كيف تلعب البكتيريا دورًا كبيرًا في عملية الترسيب عبر تنوي الجليد. (مصدر: تشخيصات هاردي)

تبدأ عملية الترسيب الحيوي عندما تشكل البكتيريا مستعمرات على سطح النباتات. ثم تتشكل بلورات الجليد حول هذه المستعمرات حيث تحملها الرياح في الغلاف الجوي. ستتجمع جزيئات الماء قريبًا على البلورات ، وبمجرد أن تصبح كبيرة بما يكفي ، تسقط بلورات الجليد على الأرض على شكل مطر.

تكتمل الدورة بمجرد عودة البكتيريا إلى الأرض وتنمو في النهاية مستعمرات على أسطح النباتات ، وتكرر العملية. قام ساندز مع فورمان وموريس وكريستنر بفحص هذه الظاهرة في مناطق مختلفة. لقد اختبروا مناطق داخل مونتانا وحتى حتى روسيا واكتشفوا أن نوى الجليد الأكثر نشاطًا لهذه العملية كانت بكتيرية بطبيعتها. (مصدر: يوريكاليرت)

يمكن أن يعمل الغبار والسخام كنواة جليدية ، لكن البكتيريا ، وهي بيولوجية ، يمكن أن تسبب نواة الجليد من الداخل. وهذا يعني أنه يمكن تحقيق الترسيب البيولوجي في درجات حرارة أكثر دفئًا لأن تنوي الجليد لا يعتمد فقط على الظروف الجوية. إضافة إلى ذلك ، تكون البكتيريا المسببة للمطر أكثر كفاءة في تكوين نوى الجليد بسبب حجمها ومساحة سطحها الأكبر.

يمكن للمعادن توجيه عدد قليل من جزيئات الماء فقط ، لكن البروتينات البكتيرية كبيرة ويمكنها توجيه العديد منها في وقت واحد. قاد تحقيق ساندز المجموعة إلى الاعتقاد بأن أكثر أنواع البكتيريا المعروفة بنواة الجليد مرتبطة بالنباتات ، وبعضها قادر بالفعل على التسبب في أمراض متعلقة بالنباتات.

تمكنت مجموعة ساندز من إثبات ذلك في تجربة بسيطة. عالجت المجموعة 28 طناً من بذور القمح بمبيد جراثيم النحاس وزرعتها في 400 هكتار من الأراضي الجافة خلال فصل الربيع في مونتانا. لقد طاروا فوق الحقول أثناء العواصف الممطرة ، حاملين أطباق بتري من نافذة الطائرة لجمع العينات.

اكتشفت المجموعة أن البكتيريا كانت موجودة على ارتفاع يصل إلى كيلومترين فوق سطح الأرض ، علاوة على ذلك ، كانت البكتيريا نشطة في تنوي الجليد. (مصدر: العودة إلى الأرض)

الآثار العملية للدراسة

نما البحث في دورة الترسيب البيولوجي على مر السنين بفضل التكنولوجيا. اليوم ، اختبارات الحمض النووي متاحة لتحديد الجينات والبكتيريا وهي الآن مفهومة بشكل أفضل. أصبحت الأنظمة الآن قادرة على توفير نماذج للسحب والتنبؤ المتطور للعواصف والتراجع عنها.

في منتجعات التزلج ، تحتوي خراطيم المياه المستخدمة لتعزيز الثلج على نوع معين من البكتيريا يسمى Pseudomonas syringae لمساعدتهم في ذلك. يدعي ساندز أنه ينبغي إجراء المزيد من الدراسات لأن الفهم الأفضل لدورة التهطال البيولوجي قد يساعد في معالجة الجفاف في المناطق المنكوبة بالجفاف إذا فهمنا ارتباط البكتيريا بالمطر بشكل أفضل. (مصدر: العودة إلى الأرض)