Nedávná studie publikovaná v časopise mBio odhalila překvapivý biologický mechanismus, který tiše funguje v atmosféře: bakterie žijící v kapkách mlhy se aktivně množí a absorbují toxické znečišťující látky, včetně formaldehydu. Tento objev zpochybňuje zažitý názor, že atmosférické mikroorganismy jsou pouze pasivními cestovateli, kteří se unášejí vzduchem v nečinném stavu.
Mikroskopický oceán na obloze
Po celá léta vědci věděli, že atmosféra obsahuje značné množství bakteriálních buněk – tisíce až miliony na metr krychlový. Zůstalo však nejasné, zda tyto mikroorganismy byly živé a aktivní, nebo prostě jen spící částice nesené větrem.
Thi Thuong Thuong Cao, postgraduální studentka na Arizonské státní univerzitě (ASU), a její kolegové se snažili odpovědět na tuto otázku studiem epizod radiačního oparu v centrální Pensylvánii. Během dvou let analyzovali 32 samostatných mlhových jevů, přičemž mlhu považovali za jedinečné prostředí pro mikroorganismy.
Výsledky odhalily hustý, pulzující ekosystém skrytý v mlze:
- Vysoká hustota: Přestože méně než 1 % jednotlivých kapiček mlhy obsahuje bakterie, celková koncentrace je úžasná. Profesor Ferran García-Pichel z ASU poznamenal, že hustota bakterií v mlze je srovnatelná s hustotou pozorovanou v oceánu.
- Objem života: Objem mlhové vody odpovídající jedné krabičce od sirek obsahuje přibližně 10 milionů bakterií.
Methylobacteria: mlhové stěrače
Mezi různorodou mikrobiální populací vyčnívala jedna skupina: methylobakterie. Porovnáním vzorků vzduchu odebraných před a po mlze vědci zaznamenali jasný vzor. V suchém vzduchu před mlhou byla hladina těchto bakterií nižší, zatímco po mlze výrazně vzrostla.
Mikroskopická analýza potvrdila, že tyto bakterie nebyly jen přítomné; vzkvétaly. Vědci pozorovali nárůst velikosti buněk a buněčného dělení, což naznačuje aktivní růst. Důležité je, že tento růst byl poháněn formaldehydem, běžnou a škodlivou látkou znečišťující ovzduší.
“Pozorovali jsme je pod mikroskopem, abychom viděli, že ano, bakterie se zvětšovaly a rozdělovaly, takže rostly,” řekl Kao. “Také jsme zjistili, že používají formaldehyd jako potravu na podporu svého růstu.”
Proč je to důležité: čištění vzduchu v noci
Formaldehyd je těkavá organická sloučenina, která přispívá k tvorbě přízemního smogu z ozonu a představuje vážnou hrozbu pro lidské zdraví. Atmosférická chemie, která tyto znečišťující látky rozkládá, je obvykle spouštěna slunečním zářením. V noci, kdy se často tvoří radiační mlha, se chemické reakce výrazně zpomalují a umožňují hromadění škodlivin.
Objev aktivních methylobakterií tento obraz mění. Tyto mikroorganismy nejsou závislé na slunečním záření. Místo toho metabolizují formaldehyd a rozkládají ho na oxid uhličitý. Tento proces slouží dvěma účelům:
- Přežití: Ve vysokých koncentracích je formaldehyd toxický pro samotné bakterie. Tím, že ji rozloží, udržují hladiny chemikálie v mezích, které jsou bezpečné pro jejich přežití.
- Kvalita vzduchu: Tato biologická aktivita účinně odstraňuje škodlivé znečišťující látky ze vzduchu během hodin, kdy tradiční chemické procesy čištění nefungují.
“Lidé teprve nedávno začali studovat biologickou aktivitu v oblacích, takže je stále mnoho věcí, kterým nerozumíme,” řekl profesor ASU Pierre Erkes. – V noci… chemii do značné míry určuje Slunce a světlo. Ale pokud budou bakterie pokračovat v práci i v noci, mohly by znamenat velký rozdíl.“
Nová hranice ve vědě o atmosféře
Tato studie s názvem Růst a degradace formaldehydu fotoheterotrofním methylobakteriem v radiačních mlhách zdůrazňuje mezeru v našem chápání biologie atmosféry. Vědci zdůrazňují, že mlha není jen jev počasí, ale komplexní životní prostředí.
Pro budoucí výzkum zůstává několik důležitých otázek:
* Žijí různá bakteriální společenství v různých typech mlhy?
* Jaké další škodliviny mohou tyto mikroorganismy absorbovat?
* Jak významně tyto biologické procesy ovlivňují celkovou kvalitu ovzduší v regionu?
“Nebe je limit, žádná slovní hříčka,” poznamenal Garcia-Pichel a zdůraznil rozsah neznámého v tomto miniaturním atmosférickém světě.
Závěr
Přítomnost aktivních bakterií pohlcujících znečišťující látky v mlze odhaluje dříve přehlíženou vrstvu atmosférické samoregulace. Tím, že tyto mikroskopické organismy v noci rozkládají toxické chemikálie, jako je formaldehyd, hrají zásadní, i když nenápadnou roli při udržování kvality ovzduší, což naznačuje, že biologie a chemie atmosféry jsou těsněji propojeny, než se dříve myslelo.
