Un recente studio pubblicato sulla rivista mBio ha scoperto un sorprendente meccanismo biologico che funziona silenziosamente nell’atmosfera: i batteri che vivono all’interno delle goccioline di nebbia crescono attivamente e consumano inquinanti tossici, inclusa la formaldeide. Questa scoperta mette in discussione l’ipotesi di lunga data secondo cui i microbi atmosferici sono semplicemente passeggeri passivi, che fluttuano nell’aria in uno stato inattivo.
L’oceano microscopico nel cielo
Da anni gli scienziati sapevano che l’atmosfera contiene un numero significativo di cellule batteriche, che vanno da migliaia a milioni per metro cubo. Tuttavia, non era chiaro se questi microbi fossero vivi e attivi o semplicemente particelle dormienti trasportate dal vento.
Thi Thuong Thuong Cao, un dottorato di ricerca. studentessa dell’Arizona State University (ASU), e i suoi colleghi hanno cercato di rispondere a questa domanda esaminando gli eventi di nebbia da radiazioni nella Pennsylvania centrale. Nel corso di un periodo di due anni, hanno analizzato 32 distinti eventi di nebbia, trattando la nebbia come un habitat microbico unico.
I risultati hanno rivelato un ecosistema denso e vibrante nascosto nella nebbia:
- Alta densità: Sebbene meno dell’1% delle singole goccioline di nebbia contenga batteri, la concentrazione aggregata è sconcertante. Il professor Ferran Garcia-Pichel dell’ASU ha osservato che la densità batterica nella nebbia è paragonabile a quella dell’oceano.
- Volume vitale: il valore di un singolo ditale di acqua nebulizzata contiene circa 10 milioni di batteri.
Metilobatteri: i custodi della nebbia
Tra la variegata popolazione microbica, un gruppo si è distinto: i metilobatteri. Confrontando i campioni d’aria prelevati prima e dopo gli eventi di nebbia, i ricercatori hanno osservato uno schema distinto. L’aria secca prima della formazione della nebbia conteneva livelli più bassi di questi batteri, mentre i campioni post-nebbia hanno mostrato un aumento significativo.
L’analisi microscopica ha confermato che questi batteri non erano solo presenti; prosperavano. Il team ha osservato che le cellule aumentavano di dimensioni e si dividevano, indicando una crescita attiva. Fondamentalmente, questa crescita è stata alimentata dalla formaldeide, un inquinante atmosferico comune e dannoso.
“Li abbiamo osservati al microscopio per vedere che, sì, i batteri stanno diventando più grandi e si stanno dividendo, quindi c’è crescita”, ha detto Cao. “Abbiamo anche scoperto che utilizzano la formaldeide come cibo per sostenere la loro crescita”.
Perché è importante: pulire l’aria di notte
La formaldeide è un composto organico volatile che contribuisce allo smog dell’ozono a livello del suolo e comporta gravi rischi per la salute umana. In genere, la chimica atmosferica che scompone tali inquinanti è guidata dalla luce solare. Di notte, quando spesso si forma la nebbia radioattiva, le reazioni chimiche rallentano notevolmente, consentendo l’accumulo di sostanze inquinanti.
La scoperta di metilobatteri attivi cambia questa narrazione. Questi microbi non fanno affidamento sulla luce solare. Invece, metabolizzano la formaldeide, scomponendola in anidride carbonica. Questo processo ha due scopi:
- Sopravvivenza: ad alte concentrazioni, la formaldeide è tossica per i batteri. Scomponendolo, mantengono i livelli chimici a una soglia gestibile per la propria sopravvivenza.
- Qualità dell’aria: questa attività biologica rimuove efficacemente un inquinante dannoso dall’aria durante le ore in cui i tradizionali processi di pulizia chimica sono inattivi.
“È relativamente nuovo che le persone stiano iniziando a osservare le attività biologiche nelle nuvole, quindi c’è ancora molto che non capiamo”, ha affermato il professor Pierre Herckes dell’ASU. “Di notte… la chimica è in gran parte guidata dal Sole e dalla luce. Ma se i batteri continuano a fare la loro attività anche durante la notte, possono essere importanti.”
Una nuova frontiera nella scienza dell’atmosfera
Questo studio, intitolato “Crescita e degradazione della formaldeide del metilobatterio fotoeterotrofico all’interno delle nebbie da radiazione,” evidenzia una lacuna nella nostra comprensione della biologia atmosferica. I ricercatori sottolineano che la nebbia non è solo un fenomeno meteorologico ma un ambiente vivente e complesso.
Rimangono diverse domande critiche per la ricerca futura:
* Diversi tipi di nebbia ospitano diverse comunità batteriche?
*Quali altri inquinanti potrebbero consumare questi microbi?
* In che misura questi processi biologici influiscono sulla qualità complessiva dell’aria regionale?
“Il cielo è il limite, nessun gioco di parole”, ha osservato Garcia-Pichel, sottolineando le vaste incognite in questo mondo atmosferico in miniatura.
Conclusione
La presenza di batteri attivi che consumano sostanze inquinanti nella nebbia rivela uno strato di autoregolazione atmosferica precedentemente trascurato. Analizzando le sostanze chimiche tossiche come la formaldeide durante la notte, questi organismi microscopici svolgono un ruolo vitale, anche se sottile, nel mantenimento della qualità dell’aria, suggerendo che la biologia e la chimica atmosferica sono più intrecciate di quanto si pensasse in precedenza.
