Une étude récente publiée dans la revue mBio a découvert un mécanisme biologique surprenant fonctionnant silencieusement dans l’atmosphère : les bactéries vivant à l’intérieur des gouttelettes de brouillard se développent activement et consomment des polluants toxiques, notamment du formaldéhyde. Cette découverte remet en question l’hypothèse de longue date selon laquelle les microbes atmosphériques ne sont que des passagers passifs, dérivant dans l’air dans un état inactif.
L’océan microscopique dans le ciel
Pendant des années, les scientifiques savaient que l’atmosphère contenait un nombre important de cellules bactériennes, allant de plusieurs milliers à plusieurs millions par mètre cube. Cependant, il restait difficile de savoir si ces microbes étaient vivants et actifs ou simplement des particules dormantes transportées par le vent.
Thi Thuong Thuong Cao, titulaire d’un doctorat. étudiante à l’Arizona State University (ASU) et ses collègues ont cherché à répondre à cette question en examinant les événements de brouillard radioactif dans le centre de la Pennsylvanie. Sur une période de deux ans, ils ont analysé 32 événements de brouillard distincts, traitant le brouillard comme un habitat microbien unique.
Les résultats ont révélé un écosystème dense et dynamique caché dans la brume :
- Haute densité : Même si moins de 1 % des gouttelettes de brouillard individuelles contiennent des bactéries, la concentration globale est stupéfiante. Le professeur Ferran Garcia-Pichel de l’ASU a noté que la densité bactérienne dans le brouillard est comparable à celle de l’océan.
- Volume de vie : Un seul dé à coudre d’eau de brouillard contient environ 10 millions de bactéries.
Méthylobactéries : les concierges du brouillard
Parmi la population microbienne diversifiée, un groupe s’est démarqué : les méthylobactéries. En comparant des échantillons d’air prélevés avant et après des épisodes de brouillard, les chercheurs ont observé une tendance distincte. L’air sec avant la formation du brouillard contenait des niveaux plus faibles de ces bactéries, tandis que les échantillons après brouillard présentaient une augmentation significative.
L’analyse microscopique a confirmé que ces bactéries n’étaient pas seulement présentes ; ils prospéraient. L’équipe a observé des cellules augmentant en taille et se divisant, indiquant une croissance active. Cette croissance a été essentiellement alimentée par le formaldéhyde, un polluant atmosphérique courant et nocif.
“Nous les avons observés au microscope pour voir que, oui, les bactéries grossissent et se divisent, donc il y a croissance”, a déclaré Cao. « Nous avons également constaté qu’ils utilisent le formaldéhyde comme nourriture pour soutenir leur croissance. »
Pourquoi c’est important : purifier l’air la nuit
Le formaldéhyde est un composé organique volatil qui contribue au smog d’ozone troposphérique et présente de graves risques pour la santé humaine. En règle générale, la chimie atmosphérique qui décompose ces polluants est déterminée par la lumière du soleil. La nuit, lorsque le brouillard radiatif se forme souvent, les réactions chimiques ralentissent considérablement, permettant aux polluants de s’accumuler.
La découverte de méthylobactéries actives change ce récit. Ces microbes ne dépendent pas de la lumière du soleil. Au lieu de cela, ils métabolisent le formaldéhyde et le décomposent en dioxyde de carbone. Ce processus répond à deux objectifs :
- Survie : À des concentrations élevées, le formaldéhyde est toxique pour les bactéries. En le décomposant, ils maintiennent les niveaux de produits chimiques à un seuil gérable pour leur propre survie.
- Qualité de l’air : Cette activité biologique élimine efficacement un polluant nocif de l’air pendant des heures lorsque les processus de nettoyage chimique traditionnels sont inactifs.
“C’est relativement nouveau que les gens commencent à s’intéresser aux activités biologiques dans les nuages, il y a donc encore beaucoup de choses que nous ne comprenons pas”, a déclaré le professeur Pierre Herckes de l’ASU. “La nuit… la chimie est largement influencée par le Soleil et la lumière. Mais si les bactéries continuent à faire leur travail même pendant la nuit, elles peuvent être importantes.”
Une nouvelle frontière dans la science atmosphérique
Cette étude, intitulée “Croissance et dégradation du formaldéhyde de méthylobactéries photohétérotrophes dans les brouillards radioactifs”, met en évidence une lacune dans notre compréhension de la biologie atmosphérique. Les chercheurs soulignent que le brouillard n’est pas seulement un phénomène météorologique mais un environnement de vie complexe.
Plusieurs questions cruciales demeurent pour les recherches futures :
* Différents types de brouillard hébergent-ils différentes communautés bactériennes ?
* Quels autres polluants ces microbes pourraient-ils consommer ?
* Dans quelle mesure ces processus biologiques ont-ils un impact sur la qualité globale de l’air régional ?
“Le ciel est la limite, sans jeu de mots”, a fait remarquer Garcia-Pichel, soulignant les vastes inconnues de ce monde atmosphérique miniature.
Conclusion
La présence de bactéries actives et consommatrices de polluants dans le brouillard révèle une couche d’autorégulation atmosphérique jusqu’alors négligée. En dégradant les produits chimiques toxiques comme le formaldéhyde pendant la nuit, ces organismes microscopiques jouent un rôle vital, quoique subtil, dans le maintien de la qualité de l’air, ce qui suggère que la biologie et la chimie atmosphérique sont plus étroitement liées qu’on ne le pensait auparavant.
