Le Dr Shankar Chellam, professeur au Département de génie civil et environnemental de Zachry et A.P. et Florence Wiley Professeur III à la Texas A&M University, et son désormais ancien étudiant, le Dr Sourav Das, ont approfondi leurs recherches antérieures pour identifier les micro-organismes qui auraient pu faire du stop dans les panaches de poussière à travers l’Atlantique. Dr Daniel Spalink, professeur adjoint et directeur du S.M. Tracy Herbarium de Texas A&M a aidé à analyser la biologie et à identifier les bactéries et les champignons dans les échantillons.

"Nous souffrons tous d'allergies et d'autres effets potentiellement plus graves sur la santé lorsque nous respirons de la poussière, et la cause de ces allergies n'est pas entièrement connue", a déclaré Chellam. "Certaines personnes peuvent penser que ce sont simplement le sable ou les minéraux argileux présents dans la poussière. D'autres pensent que ce sont les métaux ou les matières organiques présentes dans la poussière, et d'autres encore pensent que ce sont les bactéries et les champignons."

Saleté, bactéries et champignons

Cette recherche, publiée dans la revue Environmental Science &Technology , est le premier à étudier l'association des bactéries et des champignons avec les tempêtes de poussière nord-américaines et sahariennes.

"Quelques groupes ont étudié les bactéries et les champignons en Afrique et en Europe, mais personne n'a étudié ensemble les métaux, les bactéries et les champignons lors d'un épisode de poussière en Afrique", a déclaré Chellam.

Des échantillons ont été prélevés lors d'un épisode de poussière saharienne à Houston, Texas, en août 2018. Les compositions élémentaires, bactériennes et mycobiome (communautés fongiques) ont été mesurées.

Chellam a noté que les événements de poussière peuvent varier chaque année, avec des compositions élémentaires différentes chaque année. Déterminer la source exacte de la poussière qui se déplace vers Houston est un défi. Même l’imagerie satellitaire des événements peut ne pas identifier avec précision la source. La poussière se déplace vers le nord jusqu’en Europe, traverse l’Atlantique et se déplace vers l’est jusqu’en Asie. La zone source probable de cette étude est le désert lui-même, car les images montraient d'importants nuages ​​de poussière provenant de la région du Sahara début août.

Spalink a expliqué que la biodiversité des bactéries et des champignons dans les zones métropolitaines et industrielles comme Houston est très dynamique et change souvent quotidiennement. De nombreuses bactéries et champignons sont présents dans le monde entier.

"L'un des principaux points à retenir de cette étude est qu'une grande partie de la biodiversité n'est pas décrite scientifiquement", a déclaré Spalink. "Il n'a pas de nom, il ne peut pas être cultivé, et parce qu'il ne peut pas être cultivé, il est difficile à étudier."

Cependant, le microbiote a été détecté en extrayant l’ADN des filtres. Des techniques de séquençage méticuleuses ont détecté les génomes bactériens de 117 familles et les génomes fongiques de 164 familles. La technique n'a pas montré si les microbes étaient vivants, mais elle a détecté plusieurs bactéries et champignons pathogènes, dont beaucoup figurent sur la liste mondiale prioritaire des agents pathogènes humains de l'Organisation mondiale de la santé.

"Cela ne nous dit pas s'ils vont pouvoir nous infecter et nous rendre malades", a déclaré Spalink. "Mais au moins l'ADN de plusieurs bactéries et champignons pathogènes a été identifié dans la poussière africaine."

Impact élémentaire

La biodiversité des bactéries et des champignons était fortement corrélée à quelques éléments, notamment le calcium. L'étude a montré que le calcium et le zirconium sont importants pour expliquer la diversité bêta bactérienne et fongique, le rapport entre la diversité des espèces régionales et locales.

"Les métaux sur lesquels nous avons mis l'accent dans cette étude ne sont pas les mêmes que ceux sur lesquels nous avons mis l'accent dans l'étude précédente", a déclaré Chellam.

Si ces éléments peuvent être trouvés dans la poussière saharienne, ils se trouvent également localement à Houston.

Une mise en garde similaire a été trouvée dans les détections du biote. Plus de 2 000 groupes organiques différents ont été détectés. Seuls 17 ont augmenté en abondance à mesure que la poussière saharienne pénétrait dans Houston. Les 17 d'entre eux se trouvent dans le monde entier, et plusieurs ont été détectés en plus petites quantités avant l'événement de poussière.

"Il est possible que vous obteniez toujours une sorte de corrélation avec certains métaux", a déclaré Das. "Cela ne veut pas dire que cela ne vient pas de la poussière africaine."

Prévisions futures de poussière

De futures études pourraient approfondir ces travaux en échantillonnant avant, pendant et après des tempêtes de poussière sur plusieurs années. L'échantillonnage pourrait également s'étendre géographiquement à travers les zones de déplacement du panache de poussière.

Des facteurs déterminants tels que le changement climatique et d'autres effets météorologiques seront également importants pour les recherches futures.

"Toute la dynamique de la poussière saharienne arrivant à Houston est principalement déterminée par les processus atmosphériques", a déclaré Das.

"Cela souligne l'importance de disposer de ces ensembles de données de base", a ajouté Spalink. "Il est vraiment difficile de prédire comment le biote va changer si vous ne savez pas ce qui s'est passé dans le passé ou ce qui se passe aujourd'hui."

Chellam a expliqué que la plus grande tempête jamais enregistrée à Houston a été mesurée en 2020, mettant en évidence un domaine potentiel pour de futures recherches.

"C'était si gros qu'on lui a valu un surnom, et on l'appelle désormais la tempête de poussière Godzilla", a déclaré Chellam. "Il se trouve que je faisais un échantillonnage à ce moment-là, alors j'espère que nous pourrons également en tirer de bonnes données et publications."

Alyvia McEwan, l'une des étudiantes de premier cycle de Chellam, et le Dr Joseph Prospero, professeur émérite à l'Université de Miami en Floride, ont apporté d'importantes contributions à cette recherche. Chellam remercie Prospero, qui travaille sur la poussière africaine depuis le début des années 70, d'avoir inspiré ses recherches.

"C'est lui qui a le premier amené cette poussière africaine dans la conscience de la communauté scientifique", a déclaré Chellam à propos de Prospero.

McEwan est reconnu pour une grande partie de l'analyse et de l'interprétation des données et pour la génération de nombreuses représentations graphiques.

"C'est fou à quel point l'humain moyen est exposé aux types d'éléments, de champignons et de bactéries auxquels sont attachés tous ces potentiels", a déclaré McEwan.