雨粒がはじけると、空気中にバクテリアが飛び散る。それはとても美しい。

本日、ネイチャー・コミュニケーションズ誌に発表された研究によると、雨滴が細菌を空中に放出している可能性があるという。

科学者たちは、細菌が何らかの形で空気中に侵入し、雲の形成や気候、さらにはいくつかの病気の伝染に影響を与えることを以前から知っていた。しかし、その仕組みはわかっていなかった。

この新しい研究は、液滴が多孔質表面とどのように相互作用するかを調べた以前の研究に基づいています。

「私たちがその論文を発表したとき、イギリスのある人が私に『あなたの論文を見たのですが、あの飛沫の中の細菌について調べたり考えたりしたことはありますか』というメモを送ってきたんです」と、マサチューセッツ工科大学（MIT）の機械工学准教授で、この研究の著者であるカレン・ブイ氏は語った。

問題の人物は、類鼻疽症と呼ばれる熱帯病の研究に携わっていた。類鼻疽症はオーストラリアとベトナムの一部で発生し、空気中に拡散する細菌によって引き起こされる。科学者たちは、この感染症にかかる人が雨の後に増えることを知っていたが、雨がどのように関係しているかは正確にはわかっていなかった。ブイエ氏の研究は、バイオエアロゾル化、つまり細菌などの生物を含む粒子の浮遊というメカニズムを示唆している。

「特定の表面では、液滴が適切な速度で衝突すると、液滴が空気を閉じ込めます」とブイエ氏は言う。「閉じ込められた空気は小さな泡を形成し、液体の表面に浮かび上がってはじけます。炭酸飲料を飲んだときとよく似ています。つまり、新鮮なコーラを注いで、上部にシュワシュワとした泡が見えるのが、私たちが見ていたものと似ています。炭酸飲料ではなく、多孔質の表面にただの液体の水が付着しているのです。」

つまり、雨滴が土に当たると、小さな泡が形成されます。泡がはじけると、土も一緒に空気中に放出されます。そして、その小さな土のかけらには、さらに小さなバクテリアが付着しています。ブイエ氏と彼の同僚は、高速カメラ、蛍光画像、コンピューター モデルを使用して、1 滴の雨が土壌表面のバクテリアの 0.01 パーセントを大気中に放出する可能性があることを突き止めました。

一度大気中に入ると、細菌は1時間以上生存できる。研究者らは、地域の土壌の種類に応じて、大気中の細菌全体の1.6～25％が雨によって運ばれると考えている。

この結果を得るために、ブイエの研究では 5 種類の異なる土壌 (密度の違いを考慮) を取り上げ、さまざまなサイズの粒子 (無害なバクテリアを含む) で処理しました。合成粒子はもともと蛍光性があり、バクテリア粒子は光る物質で処理されました。研究者は次に土壌サンプルを雨のような条件にさらし、生じたエアロゾルを近くのサンプリング プレートに収集しました。ブイエのチームは、砂質粘土質土壌がエアロゾル生成に理想的な特性を持っていることを発見しました。言い換えると、砂質粘土質土壌に当たる雨滴は、他の種類の土に当たる水滴よりも多くのバクテリアを空気中に放出します。

研究者らはまた、気温が高いほど細菌がより効率的に移動するようだと発見したが、その理由はよくわかっていない。

「気温の影響は予想していなかった」とブイ氏は言う。「しかし、そのメカニズムについては今後検討していくつもりだ」

カレン氏は、これは心配するべきことではないと強調する。細菌が空気中に侵入するプロセスは、私たちの周りで常に起こっていることだ。しかし、今では私たちはそれを自分の目で見て、その仕組みを理解することができる。