HONG KONG SAR – Media OutReach – Baik itu di tanahmaupun lautan, permukaan bumi penuh dengan mikroorganisme. Meskipun kita tahu relatif sedikit tentang populasi mikroba di udara di sekitar kita, penelitian yang dipimpin oleh beberapa ilmuwan PolyU akan mengubahnya. Upaya mereka selama hampir satu dekade telah menyusun peta terperinci dari distribusi global mikroba di udara, memberikan wawasan baru tentang bagaimana spesies terkait berinteraksi dengan lingkungan permukaan dan bagaimana mereka dapat berubah di masa depan.

Satu meter kubik “udara” mengandung 10.000 spesies bakteri atau lebih. Sejak dimulainya pandemi COVID-19, semakin banyak minat untuk mengeksplorasi peran udara sebagai habitat mikroorganisme, bukan hanya sebagai saluran. Tim yang dipimpin PolyU, bekerja sama dengan peneliti daratan dan AS, menghabiskan waktu sekitar satu tahun untuk mengambil sampel mikroba di udara di seluruh dunia, dari tanah hingga pegunungan. Tim peneliti menggabungkan hasil subjek itu sendiri dengan data global paling akurat yang dikumpulkan oleh penelitian sebelumnya, dan bekerja dengan banyak mitra untuk menyusun atlas mikroba udara global pertama.

Peta tersebut memberikan banyak penelitian tentang komunitas mikroba yang mengambang di udara permukaan. Tidak diragukan lagi bahwa udara merupakan tempat persembunyian yang unik bagi organisme bakteri. Analisis genetik yang dilakukan oleh institut menunjukkan bahwa komunitas bakteri inti di udara, beberapa spesies kunci yang membentuk populasi besar spesies mikroba, tidak sama dengan komunitas inti di laut atau ekologi tanah. Memang, terlepas dari kenyataan bahwa udara adalah media yang mengalir bebas yang tampaknya tidak memiliki batas internal, populasi inti bakteri di udara jelas terlokalisasi dan stabil.

Tim peneliti mengumpulkan 370 sampel partikel udara dari 63 lokasi di seluruh dunia dan menganalisis komunitas bakteri di dalamnya. Untuk memastikan cakupan pengambilan sampel dari berbagai ketinggian dan area geografis, lokasi pengumpulan berkisar dari ketinggian 1,5 hingga 2 meter di atas tanah, ketinggian 5 hingga 25 meter di atas atap, dan pegunungan setinggi 5.238 meter, serta dari pusat kota berpenduduk padat hingga Lingkaran Arktik.

Tim peneliti yang dipimpin oleh Profesor Xiang-dong LI, Ketua Profesor Ilmu dan Teknologi Lingkungan dan Dekan Fakultas Konstruksi dan Lingkungan di PolyU mengatakan: “Studi kami menegaskan bahwa aktivitas manusia memang telah mengubah struktur komunitas mikroba di udara. lingkungan alami. Udara perkotaan memiliki lebih banyak bakteri penyebab penyakit. Setelah tiga tahun pandemi, orang sekarang lebih memperhatikan komunitas mikroba yang tak terlihat namun menjangkau jauh ini. Hasil penelitian dapat digunakan sebagai referensi penting untuk membantu kami memprediksi respons komunitas mikroba bumi terhadap perubahan lingkungan di masa depan, serta kemungkinan efek kesehatan manusia dari mikroflora yang dihirup.”

Para peneliti memperkirakan bahwa jumlah total mikroba di laut atau tanah ribuan kali lebih besar dari jumlah total mikroba yang ada di udara. Meski begitu, keragaman atau kekayaan mikroba di udara sebanding dengan lingkungan lain, menyiratkan bahwa mikroba di udara disumbangkan oleh habitat permukaan. Temuan ini membalikkan asumsi sebelumnya, menunjukkan bahwa vegetasi bukanlah sumber utama bakteri di udara, dengan tanah yang luas di Bumi berkontribusi sedikit. Deburan ombak, goncangan dedaunan, dan bahkan pergerakan dan pernapasan hewan dan manusia adalah faktor yang lebih besar yang mendorong pertukaran bakteri antara permukaan dan udara.

Kehidupan makroskopis, terutama hewan dan tumbuhan, paling beragam di daerah khatulistiwa seperti hutan hujan tropis yang hangat dan lembab, dan keanekaragamannya semakin berkurang semakin dekat ke kutub. Situasinya bahkan lebih menarik untuk mikroba, di mana keragaman mikroba paling tinggi di pertengahan garis lintang mulai dari ekuator dan kemudian menurun lagi. Pola ini telah ditetapkan pada mikroba darat dan air, tetapi peta baru menegaskan bahwa pola yang sama juga terjadi pada mikrobioma udara. Para penulis makalah penelitian berspekulasi bahwa konsentrasi keanekaragaman di pertengahan garis lintang disebabkan oleh sumber input mikroba yang lebih besar di wilayah tersebut.

Perkiraan keseluruhan para peneliti adalah setengah dari bakteri di udara berasal dari berbagai sumber di darat. Udara kota sangat tinggi bakteri yang berhubungan dengan manusia, beberapa di antaranya tidak berbahaya, tetapi yang lain dapat menyebabkan penyakit. Perpindahan langsung bakteri dari napas manusia ke udara bukanlah satu-satunya dampak yang kita miliki terhadap dunia mikroba di udara. Kegiatan skala besar seperti industrialisasi dan urbanisasi merusak lingkungan alam dan mempengaruhi kualitas udara, melemahkan kemampuan lingkungan untuk “menyaring” struktur mikroba, membuat komposisi bakteri udara lebih rentan terhadap efek acak, meskipun cuaca masih berperan peran penting.

Hubungan erat antara aktivitas manusia modern dan mikroorganisme di sekitar kita telah membuat kita lebih sadar akan perlunya memprediksi perubahan masa depan secara akurat. Bakteri menular yang dapat dihirup yang berkembang biak di kota-kota sangat mengkhawatirkan mengingat urbanisasi yang cepat dan pemahaman kita yang berkembang tentang udara dalam penelitian COVID-19 kami. Perubahan iklim adalah pendorong lain pertumbuhan mikroba di udara, dan seperti yang diungkapkan peta, suhu memiliki pengaruh yang signifikan terhadap kekayaan mikroba. Oleh karena itu, penelitian ini memberikan sumber daya yang berharga dan perspektif baru yang penting untuk penelitian kesehatan masyarakat di masa depan.

Tim PolyU berkolaborasi dengan Distinguished Professor James M. Tiedje dari Michigan State University dan sejumlah ilmuwan dari China Daratan untuk melakukan penelitian ini. Temuan ini telah dipublikasikan dalam Prosiding National Academy of Sciences, jurnal peer-review dari National Academy of Sciences (https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.2204465119).

Keterangan Foto: Tim peneliti mengumpulkan 370 sampel partikel udara dari 63 lokasi di seluruh dunia, mulai dari tanah hingga pegunungan, dari pusat kota padat penduduk hingga Lingkaran Arktik