
亚利桑那州立大学的科学家们近期取得一项突破性发现,揭示了雾滴并非仅仅是悬浮在空气中的水汽,而是活跃的微生物栖息地。研究表明,雾滴中存在能够生长并帮助清除有害大气污染物的活细菌,这一发现颠覆了我们对雾的传统认知,将其视为一个出人意料的活跃微生物环境。
我们每一次呼吸的空气中,都可能包含着无数微小的“搭便车者”。多年来,科学家们已知细菌会随气流在云层和空气中漂浮。然而,一项发表在《mBio》期刊上的最新研究表明,这些微生物不仅能在雾中生存,更能在其中蓬勃生长。
亚利桑那州立大学的研究人员发现,雾滴可以充当微小的漂浮栖息地,细菌在其中生长、繁殖,甚至能清除空气中的有害污染物。这项发现挑战了长期以来将雾视为化学惰性、悬浮在地表附近的潮湿水汽的观点。相反,雾可能更像一个临时生态系统,数十亿个微观水滴内部正在发生活跃的生物过程。
研究人员主要关注两个问题:雾中存在哪些细菌?以及这些微生物是否真能在雾中生长?研究发现,细菌仅出现在不到1%的雾滴中。然而,由于雾包含着数量庞大的液滴,因此微生物的总量变得惊人。一顶针大小的雾水就可能含有大约1000万个细菌细胞。
其中,一类名为甲基杆菌(methylobacteria)的微生物引起了特别关注。科学家们发现,在有雾事件期间,甲基杆菌的数量比干燥空气条件下更为丰富。甲基杆菌能消耗简单的碳化合物,包括甲醛。甲醛是一种有毒污染物,与烟雾形成和呼吸系统健康风险密切相关。
这项研究表明,雾滴可能暂时成为微小的反应室,细菌在其中帮助清除空气中的部分污染物。研究人员观察到,细菌正在积极生长和分裂,并利用甲醛作为食物来支持其生长。这些细菌处理甲醛的效率极高,不仅将其作为食物来源进行分解,也将其作为一种防御机制。
这项工作凸显了科学家们对大气生物学方面仍知之甚少。大多数大气模型主要侧重于化学和物理过程,而活微生物通常被视为被动粒子。然而,微生物可能发挥着远超科学家们此前认知的巨大作用。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,甚至饮用水的收集。
参考文献: Thi Thuong Thuong Cao, Pierre Herckes, Ferran Garcia-Pichel. Active Microbial Growth in Fog Droplets and Its Potential Role in Atmospheric Chemistry. mBio, 2023; DOI: 10.1128/mbio.03332-22