微生物是真正的主导生命形式。这些看不见的生物物质已经管理地球事务数十亿年。植物和动物作为微生物合并的副产品，相对较晚地出现在我们星球的历史中。
理解微生物并不容易。我们花了一些时间才了解到人类微生物群的存在，即我们体内外的病毒、细菌和真菌的集合，这些微生物将我们与存在于生命可以生存的任何地方的微生物云连接起来。
我们现在了解到，天空中甚至有一个微生物群。这些是被卷入并居住在较低大气层中的微生物。这包括海拔在地面以上8公里到12公里的中高层对流层，以及海拔高达15公里的低平流层。更重要的是，通过加入行星风系统，这些生命形式在天空创造了微生物高速公路，将它们运送到世界各地。
科学家在2013年和2018年发表的几项开创性研究中首次报告了天空中细菌的存在。这些不是偶然发现的孤立微生物。相反，细菌群落大量地分布在天空中，对流层中每立方米空气中有数十万个细菌。
在收集的样本中，60%到100%的细菌是活的，它们通常在天空中生活超过五天。分析它们的遗传物质证实了数十种不同细菌物种的存在。然而，对流层细菌群落比地球上一些陆地栖息地复杂性较低。
但细菌并不是天空中唯一的微小生命形式。我们现在知道，这个微生物群包括病毒甚至真菌。低层大气似乎充满了微生物。
这些微生物很好地适应了它们的新环境。只有那些已经具有应对紫外线辐射、缺水和大量危险氧化物如臭氧的机制的细菌才能在进入天空的旅程中存活下来，在那里它们以大气中可用的碳化合物为食。鉴于这种恶劣环境，研究天空中的细菌行为可能有助于理解微生物在太空中的生存。
细菌还在云中积极生长，并在地球大气化学过程中发挥重要作用。例如，一些空气中的细菌促使空气中的水结冰。这可能与一些植物细菌使用专业蛋白质使冰在叶子上形成并造成损害的方式类似，为细菌感染它们开辟了道路。空气中的细菌和它们可以携带的冰粒甚至可以成为形成云所需的核。
理解大气微生物群及其天空中高速公路也可能帮助我们了解疾病引起的微生物是如何在全球范围内运输的。在最近的一项研究中，科学家发现大量病毒像看不见的雪花一样从天空中落下，覆盖了西班牙塞拉利昂山脉，那里放置了病毒探测器。由于天空中微生物高速公路的存在，在地球上不同且遥远的地方可能会发现基因相同的病毒。
这种路线可能负责神秘的川崎病的传播，这种病可以导致儿童心脏问题，但其确切原因未知。一组日本科学家提供了证据，表明这可能是由于从中国通过天空长途运输到日本的真菌毒素引起的。对日本川崎病最常见时期的空气样本分析发现，最主要的微生物物种是真菌念珠菌。实验室实验表明，这种真菌可以在小鼠中产生类似川崎病的状况。
现在全世界都在关注COVID-19大流行的传奇。我们知道病毒通过人类接触传播，但一组医生最近警告世界卫生组织，病毒颗粒可能通过空气传播。一些科学家甚至推测，COVID-19病毒可能通过大气中的急流在相似纬度的国家之间传播。
由于我们刚刚开始理解地球上微生物的作用，似乎很可能还有大量关于我们头顶上生活的微生物需要发现。