Туман кажется просто влажной дымкой в воздухе. Но, как выяснилось, внутри него может кипеть жизнь.
Исследователи из Университета штата Аризона и Университета Саскуэханна обнаружили, что бактерии живут и размножаются прямо в каплях воды, из которых состоит туман. Причём их концентрация оказалась сопоставима с морской водой.
На первый взгляд звучит не слишком приятно: туман не такой стерильный, как может казаться. Но есть и хорошая новость. Эти микробы, похоже, не просто находятся в воздухе — они помогают расщеплять загрязняющие вещества.
Воздух давно не считается пустым
Учёные уже давно знают, что бактерии могут переноситься по воздуху: от уровня земли до высоких облаков.
Но до сих пор было не совсем ясно, что они там делают. Они действительно живут в воздушной среде или просто пролетают мимо, пока не попадут в более подходящее место?
Туман в этом смысле особенно загадочен.
«У нас очень мало знаний о том, какие бактерии присутствуют в туманах, которые похожи на облака у поверхности земли», — говорит микробиолог Университета штата Аризона Ти Тхуонг Тхуонг Као.
Чтобы разобраться, исследователи собирали образцы воздуха до, во время и после тумана. Всего они изучили 32 таких случая за два года.
Чтобы ветер не искажал результаты, команда сосредоточилась на радиационном тумане. Он формируется ночью в спокойном, неподвижном воздухе.
В утреннем тумане нашли целый микробиом
Результат оказался заметным: в холодном утреннем воздухе действительно обнаружили крупный микробиом.
Бактерии присутствовали менее чем в 1% капель тумана. Но если сложить все капли вместе, получается около 1 миллиона копий гена 16S рРНК на миллилитр воды. Этот показатель часто используют, чтобы оценить количество бактерий.
«Если взять все капли вместе, концентрация бактерий такая же, как в океане», — говорит микробиолог Университета штата Аризона Ферран Гарсия-Пичель.
Генетический анализ показал, что среди бактерий преобладал род Methylobacterium.
И они не выглядели просто случайными пассажирами.
«Если они растут, значит, капли — это среда обитания. Это меняет взгляд на ситуацию», — говорит Гарсия-Пичель.
После тумана бактерий в воздухе становилось больше
В шести случаях исследователи дополнительно изучили, что происходит после рассеивания тумана.
Оказалось, что даже после исчезновения тумана в воздухе оставалось примерно на 45% больше бактерий, чем было на том же месте до его появления.
Это говорит о том, что туманная атмосфера может не просто переносить бактерии, а фактически помогать им размножаться.
«Мы наблюдали их под микроскопом и увидели: да, бактерии становятся больше и делятся. Значит, рост действительно есть», — говорит Као.
Бактерии могут очищать воздух от загрязнений
Известно, что Methylobacterium питаются летучими углеродными соединениями, такими как формальдегид. Поэтому команда предположила, что именно эти вещества помогают бактериям расти.
Чтобы проверить это, исследователи инкубировали образцы туманной воды и измеряли, как меняется уровень таких соединений со временем.
Ожидаемо, их стало меньше. Но удивила скорость.
«Формальдегид, присутствовавший в начале инкубации, быстро был израсходован до неопределяемого уровня», — пишут исследователи.
По их словам, это происходило примерно в 200 раз быстрее, чем ранее измеряли в облачной воде.
Учёные считают, что такая скорость слишком высокая, чтобы объяснить её только питанием. Вероятно, бактерии также делают это ради детоксикации, потому что высокие концентрации формальдегида могут быть токсичны и для них самих.
Туман может делать нам неожиданную услугу
Для людей эти соединения тоже являются загрязнителями. Поэтому микробиом тумана может иметь очищающий эффект для воздуха.
Насколько это полезно в реальных условиях, ещё предстоит выяснить. Для этого нужны дополнительные исследования.
«Предел — только небо», — говорит Гарсия-Пичель.
Исследование опубликовано в журнале mBio.
