هل الغبار يقتل الفيروسات ، هل تعلم أن هناك بكتيريا تعيش في الغبار تتواجد داخل العديد من المباني؟ معظم هذه البكتيريا غير ضارة ، لكن بعضها قد يجعلنا مرضى. أردنا اختبار كيفية تأثر البكتيريا التي تعيش في الغبار بالضوء: أي الأنواع ستعيش وأي الأنواع ستموت؟ لاختبار ذلك ، وضعنا الغبار في مكاتب نموذجية لمدة 90 يومًا ، في ظل ظروف إضاءة مختلفة ، وقمنا بقياس تأثيرات الضوء على البكتيريا الموجودة في ذلك الغبار. وجدنا أن أنواعًا معينة من البكتيريا لا يمكنها البقاء في الداخل عندما يدخل ضوء النهار إلى الغرف من خلال النوافذ العادية. يعد فهم كيفية ازدهار الأنواع المختلفة من الميكروبات أو تدهورها في بيئات مختلفة أمرًا بالغ الأهمية ، حيث نسعى جاهدين لإنشاء مباني المستقبل التي يمكن أن تساعدنا في البقاء بصحة جيدة ، أو على الأقل لا تجعلنا مرضى في كثير من الأحيان.

الميكروبات في كل مكان حولنا

في كثير من أنحاء العالم ، يقضي الناس معظم حياتهم في الداخل. مجموعة المباني والطرق والمدن وحتى الحدائق هي الموائل التي بنيناها لأنفسنا ، والمعروفة باسم البيئة المبنيةمجموعة المباني والطرق والمدن وحتى المتنزهات هي الموائل التي بنيناها لأنفسنا.. عندما نكون داخل المباني ، من المستحيل تجنب ملامسة الغبار الذي يتراكم هناك. يتكون الغبار من أنواع مختلفة من المواد ، بما في ذلك التربة وقطع صغيرة من الجلد وألياف من الأثاث والملابس. داخل الغبار ، توجد مجتمعات حية من الميكروباتمصطلح عام يستخدم لوصف الكائنات الحية الصغيرة جدًا ، مثل البكتيريا والفطريات والفيروسات.يسمى الميكروبيوممجتمع من أنواع مختلفة من الميكروبات تعيش معًا.، والتي تتكون من كائنات صغيرة جدًا بحيث لا يمكنك رؤيتها إلا بالمجهر. يمكن أن تتكون مجتمعات الغبار هذه من مئات الأنواع المختلفة من الميكروبات ، بما في ذلك البكتيريا والفطريات والفيروسات.
الغبار والميكروبات التي تعيش في الغبار تحيط بنا في كل مكان. معظم هؤلاء الرفقاء الميكروبيين ليس لديهم أي تأثير علينا. ومع ذلك ، فإن بعضها مفيد ، على سبيل المثال تلك التي تساعدنا على هضم طعامنا ، في حين أن بعضها قد يكون ضارًا ، مثل البكتيريا التي تجعلنا مرضى. من المهم معرفة المزيد عن هذه الميكروبات التي تعيش في الغبار لمساعدتنا على فهم كيفية تفاعل أجسامنا مع أنماط حياتنا الداخلية. يمكن أن تعلمنا هذه المعرفة أيضًا كيفية تصميم المباني واستخدامها بطرق تساعد في تنظيم أنواع الميكروبات التي تعيش هناك.

ما أنواع البكتيريا التي تعيش في وضح النهار؟

أحد الأشياء التي قد تؤثر على الميكروبات الداخلية هو التعرض للضوء. يمكن أن يتسبب الضوء في تفاعلات كيميائية داخل الميكروبات تضر بالحمض النووي أو البروتينات التي تحتاجها للبقاء على قيد الحياة وعملها. أراد فريق بحث في مركز علم الأحياء والبيئة العمرانية إجراء تجربة لاكتشاف كيفية تأثر البكتيريا التي تعيش في الغبار عند تعرضها للضوء، ما أنواع البكتيريا التي ستعيش وأي أنواع تموت؟ يمكن أن يساعدنا فهم كيفية تأثر الأنواع المختلفة من الميكروبات في بيئات مختلفة على إنشاء مبانٍ تساعد الناس على البقاء بصحة جيدة ، أو على الأقل لا تجعلنا مرضى في كثير من الأحيان.

بناء غرف نموذجية صغيرة لاختبار فرضية

نافذة كل صندوق مصنوعة من مادة مختلفة تسمح بدخول أنواع مختلفة من الضوء. تسمح النافذة الموجودة في المربع الموجود على اليسار فقط بدخول الضوء فوق البنفسجي (UV) ، والنافذة الموجودة في الصندوق الأوسط لا تسمح بدخول أي ضوء ، وتسمح النافذة الموجودة في المربع الأيمن بدخول الضوء المرئي القادم من ضوء النهار. توضح الرسوم البيانية السفلية الكميات النسبية للبكتيريا الحية التي كانت موجودة في عينات الغبار بعد التعرض للضوء. يمكنك أن ترى أنه كان هناك المزيد من البكتيريا في الصندوق بدون ضوء. تُظهر الرسوم البيانية أيضًا الأعداد النسبية للبكتيريا التي كانت مشابهة للأنواع الموجودة في الهواء الطلق أو على البشر. أظهرت هذه البيانات أن عددًا أقل من البكتيريا تعيش في الضوء ، وأن البكتيريا التي تعيش تميل إلى أن تأتي من الهواء الطلق.
كان هناك عدد أقل من البكتيريا على قيد الحياة في الغبار الذي تعرض لأي نوع من الضوء ، مقارنة بعينات الغبار في الصناديق المظلمة. كانت الأنواع البكتيرية التي كانت لا تزال على قيد الحياة في الغبار الذي تعرض للضوء مماثلة للبكتيريا التي توجد عادة في البيئات الخارجية.
لقياس كمية الضوء داخل وحول هذه الغرف النموذجية ، تم وضع مستشعرات تلقائية داخل كل صندوق. وضعنا أيضًا مستشعرًا خارج الصناديق لقياس ضوء الشمس. للحفاظ على الصناديق في ظروف مشابهة لتلك الموجودة داخل مكتب أو فصل دراسي حقيقي ، تم وضع الصناديق داخل صناديق خشبية أكبر ، حيث يمكننا التحكم في درجة الحرارة والرطوبة وكمية الضوء. سمح لنا هذا بالحفاظ على الظروف كما هي في جميع الصناديق ، وبالتالي فإن الشيء الوحيد الذي تنوع هو كمية الضوء التي تعرض لها الغبار. كان لدينا أيضًا عدة عينات متطابقة (تسمى مكررات) لكل نوع من أنواع العلاج بالضوء ، للتأكد من أن التأثيرات التي رأيناها لم تكن عشوائية. تُركت الغرف النموذجية في هذا الصندوق الأكبر على سطح المبنى لمدة 90 يومًا.هذا هو متوسط ​​الوقت الذي يقضيه الغبار في الطفو حول منزلك قبل تنظيفه. على السطح ، كانت الصناديق تمر ليلاً ونهارًا ، تمامًا مثل الغرف في مبنى حقيقي.

التعرض للضوء يغير المجتمعات البكتيرية في الغبار

وجدنا أن الضوء يؤثر على أنواع البكتيريا الموجودة في الصناديق! احتوت العينة التي أمضت 90 يومًا في صندوق مظلم على أنواع مختلفة من البكتيريا أكثر من أي صندوق يسمح للضوء بالدخول من خلال نافذة هذا يعني أن الظلام سمح لأنواع أكثر تنوعًا من البكتيريا بالبقاء على قيد الحياة ، ونعتقد أن السبب في ذلك هو أن الأنواع الحساسة للضوء لم تقتل بواسطة الضوء. تميل البكتيريا التي نجت في الصناديق المظلمة إلى أن تكون مشابهة لتلك الأنواع التي يمكن أن نجدها تعيش على جلد الإنسان ، والتي قد لا تكون قادرة على تحمل الكثير من أشعة الشمس.
الغبار من الصناديق ذات النوافذ التي تسمح بدخول الضوء المرئي أو الأشعة فوق البنفسجية يحتوي على عدد أقل من البكتيريا الحية ، لأن ليس كل البكتيريا تحب العيش في الضوء، كانت البكتيريا التي نجت من العلاج بالضوء مشابهة للأنواع التي يمكن أن نجدها تطفو في الهواء في الهواء الطلق، في الأماكن التي تضطر فيها الميكروبات إلى التعامل مع الضوء كل يوم. ومع ذلك، كانت هناك بعض الاختلافات بين الأنواع المحددة للبكتيريا الموجودة في الغبار من الصناديق التي سمحت بدخول ضوء الأشعة فوق البنفسجية وتلك التي سمحت بدخول الضوء المرئي، يشير هذا إلى أن ضوء الأشعة فوق البنفسجية قد يقتل بعض البكتيريا التي لا يقتلها الضوء المرئي، والعكس صحيح.

ما الذي يمكن أن يكون مسؤولاً عن هذه التغييرات؟

لا نعتقد أن العدد الكبير من البكتيريا الموجودة في الصناديق المظلمة كان بسبب تكاثر البكتيريا في الظلام ، حيث لم يكن هناك ما يكفي من الماء في بيئة الصناديق للسماح للبكتيريا بالانقسام. وجدنا أن النوع الأكثر انتشارًا من البكتيريا في عينة الصندوق المظلم كان من مجموعة تسمى Saccharopolyspora، والتي توجد بشكل عام في التربة والمباني الريفية التي لديها اتصال كبير بالبيئات الطبيعية. قد يساهم Saccharopolyspora في الإصابة بأمراض الجهاز التنفسي التي يصاب بها البشر من التواجد في الداخل والتعامل مع هذه البكتيريا ، ولكن لا تزال هناك حاجة للبحث لفهم متى ولماذا يحدث هذا.