你的每一次呼吸都可能包含漂浮在大气中的微小搭便车者。多年来，科学家们就知道细菌会穿过云层和气流，但新的研究表明，其中一些微生物不仅仅能在雾中生存。他们在其中蓬勃发展。

研究人员在Arizona State University发现雾滴可以像微小的漂浮栖息地一样，细菌在那里生长、繁殖，甚至清除空气中的有害污染物。这项发表在《mBio》上的研究结果挑战了长期以来雾是悬浮在地面附近的化学被动湿气的观点。

相反，雾的功能可能更像是一个临时生态系统，在数十亿微小水滴内发生活跃的生物过程。

对于云研究者 Thi Thuong Thuong Cao 来说，这一发现始于一个简单但不寻常的问题：雾真的能支持生命吗？

在亚利桑那州立大学完成博士学位期间，曹与微生物学家、化学家和大气科学家合作，从微观层面研究雾内部发生的情况。她的工作要求她在日出前进入宾夕法尼亚州雾气弥漫的田野，在那里收集样本，然后在实验室进行检查。

她的发现令研究团队感到惊讶。雾滴内的某些细菌并不是风携带的休眠乘客。他们正在积极成长。

Fog as a Temporary Aquatic World

当水蒸气凝结成悬浮在冷空气中的微小液滴时，就会形成雾。每个水滴都很微小，但它们一起创造了一个独特的环境，可以短暂地类似于一个微型水生生态系统。

长期以来，科学家们一直在大气中检测到细菌，包括跨越大陆的雨云和尘埃羽流中。有些微生物甚至可以在空气中暴露于紫外线、冰冻温度和严重脱水的情况下生存。目前尚不清楚的是它们是否能够在雾中保持生物活性。

该研究的主要作者曹说：“人们对雾中存在哪些细菌的了解非常有限，雾就像地面上的云。”

研究人员重点关注两个主要问题：雾中存在哪些细菌，以及这些微生物是否真的在那里生长。

“如果它们在生长，那么液滴就是一个栖息地。这是一种思维方式的改变，”该研究的合著者、亚利桑那州立大学基础和应用微生物组学生物设计中心主任费兰·加西亚-皮切尔（Ferran Garcia-Pichel）说。

研究小组发现，细菌出现在不到 1% 的雾滴中。然而，由于雾中含有大量的液滴，微生物总数变得惊人的大。

“当你把所有的液滴放在一起时，细菌的浓度与海洋中的细菌浓度相同，”亚利桑那州立大学生命科学学院的摄政教授加西亚-皮切尔说。

据研究人员称，顶针大小的雾水可以含有大约1000万个细菌细胞。

The Pollution-Eating Bacteria Hidden in Fog

一组微生物引起了特别关注：甲基细菌。

科学家发现，与干燥的空气条件相比，这些细菌在雾天气期间变得更加丰富。这很重要，因为甲基细菌消耗简单的碳化合物，包括甲醛，一种与烟雾形成和呼吸道健康风险有关的有毒污染物。

甲醛通过车辆排放、工业过程、野火烟雾和某些家用产品进入大气。在城市环境中，它会产生复杂的化学反应，从而产生地面臭氧污染。

研究表明，雾滴可能会暂时变成微小的反应室，细菌帮助去除空气中的一些污染物。

“我们在显微镜下观察它们，发现细菌正在变大并且正在分裂，因此它们在生长，”曹说。 “我们还发现它们使用甲醛作为食物来支持它们的生长。”

这种细菌处理甲醛的效率非常高，以至于研究人员最初怀疑其中还涉及其他化学反应。相反，微生物似乎正在分解污染物，既作为食物来源，又作为防御机制。在高浓度下，甲醛甚至对细菌本身也有毒。

通过将化学物质转化为二氧化碳，微生物有效地减少了液滴内有害物质的积聚。

Why Scientists Studied a Special Type of Fog

追踪空气中的细菌很困难，因为风不断改变大气。为了研究微生物种群如何随时间变化，研究人员需要在稳定的空气条件下形成的雾。

他们专注于辐射雾，当地面过夜冷却并冷却其正上方的空气时就会产生辐射雾。然后水蒸气在靠近地表的地方凝结成雾，尤其是在天气平静的潮湿山谷中。

与快速移动的风暴系统不同，辐射雾可以在数小时内保持相对稳定，从而更容易观察形成之前、期间和之后的微生物变化。

这项工作凸显了科学家们对大气层的生物方面知之甚少。大多数大气模型主要关注化学和物理，而活微生物通常被视为被动粒子。

但微生物的作用可能远远超出科学家的想象。

Tiny Microbes Could Influence Air Quality and Climate

这些发现可能会影响多个研究领域，包括污染研究、气候科学，甚至饮用水收集。

在世界上一些干旱地区，专门的网格系统收集雾水作为淡水源。雾通常被认为是自然清洁的，但研究表明雾滴可以携带活跃的微生物群落，应该在食用前进行处理。

这项研究还提出了有关大气本身的更广泛的问题。如果细菌在雾和云中保持活跃，它们可能会影响影响空气质量甚至天气模式的化学反应。

“重要的是要考虑到，除了驱动化学反应之外，细菌也会在这些液滴内生长。它可以改变故事，而不仅仅是催化剂，它们在那里还有其他活动。它可以改变我们迄今为止模拟一切的方式，”曹说。

科学家才刚刚开始研究这些大气生态系统。

该研究的合著者、分子科学学院教授皮埃尔·赫克斯 (Pierre Herckes) 表示：“人们开始研究云中的生物活动是相对较新的事情，因此仍有很多东西我们不了解。”

“例如，在夜间，大气中没有那么多化学反应。化学反应很大程度上是由太阳和光驱动的。但如果细菌即使在夜间仍然在做它们的事情，它们就很重要。”

许多谜团仍然没有答案。研究人员仍然不知道沿海雾、山雾、城市烟雾和高层云系统之间的微生物群落有何不同。科学家们还想了解这些空气中的微生物是否以未被注意到的方式影响降雨、污染循环或人类健康。

“天空是极限，没有双关语的意思，”加西亚-皮切尔说。

参考文献：“辐射雾中光异养甲基杆菌的生长和甲醛降解”作者：Thi Thuong Thuong Cao、Pierre Herckes、Derek Straub、Soumyadev Sarkar 和 Ferran Garcia-Pichel，2026 年 5 月 11 日，mBio。
DOI: 10.1128/mbio.00463-26