Крошечные бактерии в тумане помогают очищать воздух

Фото из открытых источников

Исследование явлений радиационного тумана над Пенсильванией показало, что бактерии, живущие внутри капель тумана, активно размножаются и питаются токсичными химическими веществами, такими как формальдегид, что свидетельствует о неожиданном биологическом явлении, действующем в атмосфере. Результаты были опубликованы на этой неделе в журнале mBio.

«В атмосфере содержится от тысяч до миллионов бактериальных клеток на кубический метр», — заявили Тхи Тхуонг Тхуонг Као из Университета штата Аризона с коллегами. «Однако остается неясным, активны ли микробы вообще или размножаются ли они на месте, или же они просто переносятся в неактивном состоянии. Информация о том, какие виды бактерий присутствуют в туманах, которые на уровне земли похожи на облака, крайне ограничена».

Чтобы получить представление о роли атмосферных капель в качестве микробных микросред, Цао и его коллеги провели экспериментальную кампанию, включающую 32 случая радиационного тумана над центральной Пенсильванией в течение двух лет.

Они обнаружили, что менее 1% капель тумана содержат бактерии. Но в среднем они представляют собой поразительное количество живых организмов.

«Если собрать все капли вместе, концентрация бактерий будет такой же, как в океане», — сказал профессор Ферран Гарсиа-Пичель из Университета штата Аризона. «В одном наперстке туманной воды содержится около 10 миллионов бактерий».

Одна группа бактерий особенно выделялась: метилобактерии. В образцах сухого воздуха, собранных до тумана, этих бактерий было меньше, чем в образцах, собранных сразу после него. Это говорит о том, что туман на короткое время увеличивает их численность.

Метилобактерии питаются простыми углеродными соединениями, включая вредные химические вещества, такие как формальдегид. Формальдегид — распространенный загрязнитель, который способствует образованию озонового смога и вредит здоровью человека.

«Мы наблюдали за ними под микроскопом и убедились, что бактерии действительно увеличиваются в размерах и делятся, то есть происходит рост», — сказал Цао. «Мы также обнаружили, что они используют формальдегид в качестве пищи для поддержания своего роста».

На самом деле, бактерии так быстро вывели из организма такое большое количество формальдегида, что исследователи заподозрили, что они не просто его поедают.

При высоких концентрациях это химическое вещество токсично для бактерий, поэтому они расщепляют его на углекислый газ, чтобы поддерживать низкую концентрацию. Это выгодно как микробам, так и людям.

«Исследования биологической активности в облаках начались сравнительно недавно, поэтому многое нам еще непонятно», — сказал профессор Пьер Херкес из Университета штата Аризона. «Например, ночью в атмосфере не происходит столько химических процессов. Химия в основном определяется Солнцем и светом. Но если бактерии продолжают свою деятельность даже ночью, они могут играть важную роль. Поразительно, как много мы до сих пор не знаем об этих миниатюрных мирах в тумане и облаках. Существуют ли разные бактерии в тумане в зависимости от места его образования? Чем могут питаться эти другие бактерии? И как они влияют на качество воздуха?» 

«Нет предела совершенству, и это не игра слов», — резюмировал профессор Гарсия-Пичель.