David Sands van de Montana State University bedacht het idee van bacteriën die regen maken. Hoewel we bekend zijn met het idee van neerslag, hoe waar is zijn theorie over bioprecipitatie? 

In de meteorologie verwijst bioprecipitatie naar de kiemvorming van ijs door bacteriën in wolken. Dit proces resulteert dan in sneeuw of regen. Blijkbaar is de lucht geen steriele leegte. Het wemelt van de bacteriën die essentieel zijn voor de groei van planten.

Bioprecipitatie

In 1982 ontdekte een professor in plantenwetenschappen en plantenpathologie aan de Montana State University, David Sands, de cyclus van bioprecipitatie. Het proces legt uit hoe bacteriën een grote rol spelen in het neerslagproces via ijskiemvorming. (Bron: Hardy Diagnostiek)

Het proces van bioprecipitatie begint wanneer bacteriën kolonies vormen op het oppervlak van planten. Vervolgens vormen zich de ijskristallen rond deze kolonies terwijl de wind ze de atmosfeer in draagt. Watermoleculen klonteren al snel op de kristallen en zodra ze groot genoeg zijn, vallen de ijskristallen op de grond in de vorm van regen.

De cyclus is voltooid zodra de bacteriën terugkeren naar het land en uiteindelijk kolonies op het oppervlak van planten laten groeien, waarbij het proces wordt herhaald. Sands onderzocht samen met Foreman, Morris en Christner dit fenomeen in verschillende regio's. Ze testten gebieden in Montana en zelfs tot aan Rusland en ontdekten dat de meest actieve ijskernen voor dit proces bacterieel van aard waren. (Bron: EurekAlert)

Stof en roet kunnen als ijskernen dienen, maar bacteriën, die biologisch zijn, kunnen van binnenuit ijskiemvorming veroorzaken. Dit betekent dat bioprecipitatie kan worden bereikt bij warmere temperaturen omdat ijskiemvorming niet puur afhankelijk is van de weersomstandigheden. Om hieraan toe te voegen, zijn regenmakende bacteriën efficiënter in het vormen van ijskernen vanwege hun grotere omvang en oppervlakte.

Mineralen kunnen maar een paar watermoleculen oriënteren, maar bacteriële eiwitten zijn groot en kunnen er veel tegelijk oriënteren. Het onderzoek van Sands bracht de groep ertoe te geloven dat de meest bekende ijskiemvormende bacteriën geassocieerd zijn met planten, en sommige zelfs in staat zijn om plantgerelateerde ziekten te veroorzaken.

De groep van Sands kon dit in een eenvoudig experiment bewijzen. De groep behandelde 28 ton tarwezaden met een koperbactericide en plantte ze in de lente in Montana op 400 hectare droog land. Ze vlogen boven de velden tijdens regenbuien en hielden petrischalen uit het raam van het vliegtuig om monsters te verzamelen.

De groep ontdekte dat bacteriën tot wel 2 km boven de grond aanwezig waren en bovendien was de bacterie ijskiemvorming actief. (Bron: Down to Earth)

Praktische implicaties van de studie

Dankzij technologie is het onderzoek naar de bioprecipitatiecyclus in de loop der jaren gegroeid. Tegenwoordig zijn DNA-tests beschikbaar voor identificatie en bacteriegenetica en worden ze nu beter begrepen. Systemen zijn nu in staat om wolkenmodellen en geavanceerde voorspellingen en backtracking van stormen te leveren.

In skigebieden bevatten waterkanonnen die worden gebruikt voor het verbeteren van sneeuw een bepaald type bacterie genaamd Pseudomonas syringae om ze daarbij te helpen. Sands beweert dat verdere studies nodig zouden moeten zijn, aangezien een beter begrip van de bioprecipitatiecyclus kan helpen om droogte in door droogte geteisterde gebieden aan te pakken als we de associatie van bacteriën met regen beter begrijpen. (Bron: Down to Earth)