Американские ученые провели детальный анализ аэрозолей атмосферного воздуха и выявили в облаках большое количество фрагментов спор грибов, которые способны вызвать у человека аллергию и астму. 

Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.

Сотрудники Калифорнийского университета в Ирвайне (США) в 2016 году проводили исследования атмосферного воздуха в штате Оклахома. С помощью специального прибора они собирали мельчайшие частицы размером 20—60 нанометров, взвешенные в воздухе, и изучали их состав, поместив на поверхность платиновой нити, с помощью масс-спектрометра.

Для ученых было полной неожиданностью, когда в составе тонких пылевых частиц атмосферы они обнаружили большое количество фрагментов спор грибов. Авторы предполагают, что ранее эти фрагменты были неизвестны из-за того, что они имеют очень небольшие размеры — не больше 30 нанометров. Исследования атмосферы проводились в августе—сентябре над сельскохозяйственным районом.

По результатам замеров оказалось, что содержания фрагментов спор в атмосфере в разы превышало допустимые нормы. Выявленные образования представляют серьезную угрозу для человека — благодаря своему крошечному размеру они могут беспрепятственно проникать в легкие, вызывая аллергию и астму.

Для выяснения механизма насыщения воздуха фрагментами спор ученые провели эксперимент, результаты которого показали, что, попадая в воздух, споры грибов впитывают влагу, набухают и затем разрываются на фрагменты диаметром около 30 нанометров.

«Появление большого количества атмосферных наночастиц обычно связывают с реакциями газов в атмосфере, когда частицы растут из молекул газа, а не образуются при разрушении более крупных частиц, — приводятся в пресс-релизе слова Майкла Лоулера, первого автора исследования. — Было неожиданно идентифицировать фрагменты грибов — кусочки спор, которые разрываются после набухания во влажном состоянии».

Результаты исследования помогают объяснить, почему именно в дождливую и сырую погоду ухудшается состояние людей, больных астмой.

По мнению исследователей, эти наночастицы участвуют в формировании ледяных облаков, играя роль ядер, вокруг которых молекулы воды собираются намного быстрее, чем вокруг неповрежденных клеток, имеющих размеры в тысячи нанометров. Так формируются ледяные кристаллы, из которых и образуются облака. Эксперимент подтвердил образование льда вокруг этих спор за очень короткий промежуток времени.

«Большие неповрежденные биологические клетки крайне редки в атмосфере, а наночастицы грибов, наоборот, очень распространены и могут играть существенную роль в образовании облаков льда», — говорит Лоулер.

Ученые планируют продолжить изучение взаимосвязи между органическими частицами и образованием облаков, что должно способствовать более точному прогнозированию погоды и моделированию климата.