David Sands von der Montana State University hat die Idee konzipiert, dass Bakterien Regen erzeugen. Während wir mit dem Begriff Niederschlag vertraut sind, wie wahr ist seine Theorie zur Biopräzipitation?
In der Meteorologie bezieht sich Biopräzipitation auf die Nukleation von Eis durch Bakterien in Wolken. Dieser Prozess führt dann zu Schnee oder Regen. Offenbar ist der Himmel kein steriles Vakuum. Er wimmelt von Bakterien, die für das Wachstum von Pflanzen lebenswichtig sind.
Biopräzipitation
Im Jahr 1982 entdeckte ein Professor für Pflanzenwissenschaften und Pflanzenpathologie an der Montana State University, David Sands, den Biopräzipitationszyklus. Der Prozess erklärt, wie Bakterien durch Eisnukleation einen großen Teil des Niederschlagsprozesses ausmachen. (Quelle: Hardy Diagnostics)
Der Prozess der Biopräzipitation beginnt, wenn Bakterien Kolonien auf der Oberfläche von Pflanzen bilden. Dann bilden sich Eiskristalle um diese Kolonien, während der Wind sie in die Atmosphäre trägt. Wassermoleküle sammeln sich bald an den Kristallen, und sobald sie groß genug sind, fallen die Eiskristalle in Form von Regen zu Boden.
Der Zyklus ist abgeschlossen, sobald die Bakterien zum Land zurückkehren und schließlich Kolonien auf den Pflanzenoberflächen bilden, wodurch der Prozess wiederholt wird. Sands untersuchte zusammen mit Foreman, Morris und Christner dieses Phänomen in verschiedenen Regionen. Sie testeten Gebiete in Montana und sogar bis nach Russland und entdeckten, dass die aktivsten Eiskerne für diesen Prozess bakterieller Natur waren. (Quelle: Eurekalert)
Staub und Ruß können als Eiskerne dienen, aber Bakterien, die biologisch sind, können die Eisnukleation von innen auslösen. Das bedeutet, dass Biopräzipitation bei höheren Temperaturen stattfinden kann, weil die Eisnukleation nicht ausschließlich von den Wetterbedingungen abhängt. Darüber hinaus sind regenbildende Bakterien aufgrund ihrer größeren Größe und Oberfläche effizienter bei der Bildung von Eiskernen.
Mineralien können nur wenige Wassermoleküle ausrichten, aber bakterielle Proteine sind groß und können viele gleichzeitig ausrichten. Sands’ Untersuchung führte die Gruppe zu der Annahme, dass die am besten bekannten eisnukleierenden Bakterien mit Pflanzen assoziiert sind und einige tatsächlich Pflanzenkrankheiten verursachen können.
Sands’ Gruppe konnte dies in einem einfachen Experiment nachweisen. Die Gruppe behandelte 28 Tonnen Weizensamen mit einem Kupfer‑Bakterizid und pflanzte sie im Frühjahr in Montana auf 400 Hektar trockenem Land. Sie flogen während Regenstürmen über die Felder und hielten Petrischalen aus dem Flugzeugfenster, um Proben zu sammeln.
Die Gruppe entdeckte, dass Bakterien in einer Höhe von bis zu 2 km über dem Boden vorkamen und darüber hinaus waren die Bakterien eisnukleationsaktiv. (Quelle: Down to Earth)
Praktische Implikationen der Studie
Die Forschung zum Biopräzipitationszyklus hat sich im Laufe der Jahre dank der Technologie weiterentwickelt. Heute stehen DNA‑Tests zur Identifizierung und für die Bakteriengenetik zur Verfügung und werden besser verstanden. Systeme können nun Wolkenmodelle sowie anspruchsvolle Vorhersagen und Rückverfolgungen von Stürmen bereitstellen.
In Skigebieten enthalten die Wasserkannonen, die zur Schneeverstärkung eingesetzt werden, eine bestimmte Bakterienart namens Pseudomonas syringae, um dabei zu helfen. Sands behauptet, dass weitere Studien notwendig seien, da ein besseres Verständnis des Biopräzipitationszyklus dazu beitragen könnte, Dürre in von Dürre betroffenen Gebieten zu bekämpfen, wenn wir die Verbindung von Bakterien zum Regen besser verstehen. (Quelle: Down to Earth)
