Τα βασικά σημεία του άρθρου
- Επιστήμονες ανακάλυψαν ότι η ομίχλη δεν είναι ένα απλό σύννεφο υδρατμών, αλλά ένα ζωντανό οικοσύστημα βακτηρίων που καθαρίζουν τον αέρα με εκπληκτικό ρυθμό.
- Τα μεθυλοβακτήρια, που κυριαρχούν στα σταγονίδια της ομίχλης, καταναλώνουν ρύπους όπως η φορμαλδεΰδη, μετατρέποντάς τους σε διοξείδιο του άνθρακα.
- Η συλλογή νερού από ομίχλη ενδέχεται να απαιτεί πρόσθετο φιλτράρισμα λόγω της παρουσίας βακτηρίων, ενώ απαιτείται περαιτέρω έρευνα για την πλήρη κατανόηση των επιπτώσεων.
Η ομίχλη αποτελεί ένα ζωντανό οικοσύστημα για τα βακτήρια, παρά ένα απλό στείρο σύννεφο υδρατμών, και ενδέχεται να λειτουργεί ως ένα απροσδόκητο ανάχωμα ενάντια στην επιβλαβή ρύπανση.
Σε πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό mBio, μια ομάδα από το Πανεπιστήμιο της Αριζόνα (ASU) με επικεφαλής την τότε υποψήφια διδάκτορα Phi Thuong Thuong Cao, νυν απόφοιτο, αποκάλυψε ότι στην ομίχλη υπάρχουν βακτήρια που καθαρίζουν τον αέρα με εκπληκτικό ρυθμό, αλλά παράλληλα ενέχουν έναν πιθανό κίνδυνο για τη συλλογή πόσιμου νερού.
Αν και οι επιστήμονες γνωρίζουν εδώ και καιρό ότι υπάρχουν βακτήρια στην ομίχλη, οι ερευνητές εξεπλάγησαν όταν διαπίστωσαν ότι τα βακτήρια αυτά δεν είναι απλώς παρόντα, αλλά σχηματίζουν ένα ενεργό, αν και βραχύβιο, οικοσύστημα.
Διερευνώντας τα μυστήρια των βακτηρίων της ομίχλης
«Υπάρχει πολύ περιορισμένη γνώση σχετικά με το ποια είδη βακτηρίων είναι παρόντα στην ομίχλη, η οποία μοιάζει με σύννεφο στο επίπεδο του εδάφους», δήλωσε η Cao. Για να διερευνήσει περαιτέρω το μυστήριο των βακτηρίων της ομίχλης, η Cao επικεντρώθηκε σε δύο ερωτήματα: ποια είδη βακτηρίων είναι παρόντα και αν είναι ενεργά.
Η ανακάλυψη αναπτυσσόμενων βακτηρίων μέσα στα σταγονίδια της ομίχλης αναβαθμίζει την ομίχλη από ένα απλό ατμοσφαιρικό φαινόμενο σε έναν βιότοπο, αποτελώντας μια σημαντική αλλαγή στον τρόπο με τον οποίο την έβλεπαν παραδοσιακά οι ερευνητές.
Η ομίχλη αποτελείται από μικροσκοπικά σταγονίδια νερού, το καθένα από τα οποία έχει πλάτος μικρότερο από το ένα δέκατο μιας ανθρώπινης τρίχας και είναι πολύ μικρό για να πέσει στο έδαφος. Αυτά τα απειροελάχιστα σταγονίδια σχηματίζονται γύρω από σωματίδια, τα οποία μερικές φορές μπορεί να είναι ζωντανοί μικροοργανισμοί.
Αν και λιγότερο από το 1% των σταγονιδίων περιέχει βακτήρια, αυτό αντιπροσωπεύει έναν σημαντικό πληθυσμό, με τις συγκεντρώσεις των βακτηρίων να είναι σχεδόν συγκρίσιμες με εκείνες που συναντώνται στον ωκεανό. Περίπου 10 εκατομμύρια μεμονωμένα βακτήρια κατοικούν σε ποσότητα νερού ομίχλης που χωράει σε μια δακτυλήθρα.
Η πρόκληση του ανέμου και η επιλογή της ομίχλης ακτινοβολίας
Μια σημαντική πρόκληση στη μελέτη της ομίχλης είναι ο άνεμος. Η δειγματοληψία στην ίδια τοποθεσία πριν, κατά τη διάρκεια και μετά από ένα φαινόμενο ομίχλης μπορεί να παράγει παραπλανητικά αποτελέσματα, επειδή τα αερομεταφερόμενα σωματίδια μεταφέρονται και αναμειγνύονται συνεχώς.
Για τον λόγο αυτό, η Cao επικεντρώθηκε στην ομίχλη ακτινοβολίας, η οποία σχηματίζεται σε συνθήκες άπνοιας κοντά στο έδαφος καθώς η θερμοκρασία πέφτει. Αυτό επέτρεψε στην ομάδα να ελαχιστοποιήσει τις επιπλοκές που σχετίζονται με τη συλλογή δειγμάτων.
Τα μεθυλοβακτήρια και η εξουδετέρωση των ρύπων
Στην έρευνα της Cao, ένα συγκεκριμένο είδος βακτηρίων, τα μεθυλοβακτήρια (methylobacteria), κυριαρχούσε μέσα στα σταγονίδια της ομίχλης. Είναι ενδιαφέρον ότι τα δείγματα που συλλέχθηκαν κατά τη διάρκεια φαινομένων ομίχλης περιείχαν πολύ περισσότερα βακτήρια από τα δείγματα ξηρού αέρα που είχαν συγκεντρωθεί εκ των προτέρων, γεγονός που υποδηλώνει ότι αυτοί οι μικροοργανισμοί ευδοκιμούν σε συνθήκες ομίχλης.
Μεταξύ των ενώσεων που καταναλώνουν τα μεθυλοβακτήρια είναι απλά μόρια με βάση τον άνθρακα, συμπεριλαμβανομένων ρύπων όπως η φορμαλδεΰδη. Σε εργαστηριακό περιβάλλον, η Cao ήταν σε θέση να παρατηρήσει και να πειραματιστεί σε δείγματα που συλλέχθηκαν στο πεδίο.
«Τα παρατηρήσαμε στο μικροσκόπιο για να επιβεβαιώσουμε ότι, ναι, τα βακτήρια μεγαλώνουν και διαιρούνται, επομένως υπάρχει ανάπτυξη», εξήγησε η Cao. «Διαπιστώσαμε επίσης ότι χρησιμοποιούν τη φορμαλδεΰδη ως τροφή για να υποστηρίξουν την ανάπτυξή τους».
Ακόμα πιο εντυπωσιακός ήταν ο ρυθμός με τον οποίο τα μεθυλοβακτήρια διέσπασαν τη φορμαλδεΰδη—πολύ πιο γρήγορα από όσο θα μπορούσαν να την καταναλώσουν. Αυτό οδήγησε την ομάδα στο συμπέρασμα ότι, επειδή η φορμαλδεΰδη είναι τοξική για τα βακτήρια, μετέτρεπαν ένα μεγάλο μέρος της σε διοξείδιο του άνθρακα για να κάνουν το περιβάλλον τους πιο ασφαλές, και μάλιστα το έκαναν με ταχύτερο ρυθμό από αυτόν που τη χρησιμοποιούσαν ως πηγή τροφής.
Η έρευνα της ομάδας υποδηλώνει ότι η ομίχλη ενδέχεται να διαδραματίζει πολύ πιο σημαντικό ρόλο στα οικοσυστήματα της Γης από ό,τι γινόταν αντιληπτό μέχρι σήμερα, λειτουργώντας τόσο ως ένας προσωρινός υδάτινος βιότοπος όσο και ως ένα φυσικό φίλτρο για επιβλαβείς ρύπους.
Επιπτώσεις στη συλλογή νερού και θέματα υγείας
Οι επιπτώσεις των ευρημάτων είναι ποικίλες. Η συλλογή ομίχλης για πόσιμο νερό και άρδευση καλλιεργειών εφαρμόζεται ήδη σε ορισμένες περιοχές του κόσμου. Η συγκεκριμένη μελέτη υποδηλώνει ότι αυτό το νερό ενδέχεται να περιέχει περισσότερα βακτήρια από όσα αναγνωρίζονταν μέχρι σήμερα, απαιτώντας πιθανώς πρόσθετο φιλτράρισμα.
Ο κίνδυνος για τους περισσότερους ανθρώπους φαίνεται ελάχιστος. Οι ερευνητές αναφέρουν ότι ίσως υπάρχει μόνο ένας μικρός κίνδυνος για άτομα με σοβαρά εξασθενημένο ανοσοποιητικό σύστημα που εκτίθενται σε ομίχλη.
Ωστόσο, απαιτείται περισσότερη δουλειά για να προσδιοριστούν τα πιθανά οφέλη και τα μειονεκτήματα από την κατανάλωση νερού που συλλέγεται από την ομίχλη.Η συλλογή ομίχλης για πόσιμο νερό και τη συντήρηση καλλιεργειών αποτελεί μια συνεχιζόμενη πρακτική.
Αυτή η εργασία δείχνει ότι το νερό ενδέχεται να είναι γεμάτο βακτήρια, απαιτώντας περισσότερο φιλτράρισμα από ό,τι γινόταν αντιληπτό μέχρι σήμερα. Ο κίνδυνος για τους περισσότερους ανθρώπους είναι ελάχιστος. Υπάρχει μόνο ένας μικρός κίνδυνος για άτομα με βαριά εξασθενημένο ανοσοποιητικό σύστημα από την εισπνοή της ομίχλης.
Ωστόσο, οι ερευνητές αναφέρουν ότι απαιτείται περισσότερη δουλειά για να προσδιοριστούν τα οφέλη και οι κίνδυνοι από την πόση νερού ομίχλης.
Το μέλλον της ατμοσφαιρικής βιολογίας
«Είναι σχετικά πρόσφατο το γεγονός ότι οι άνθρωποι αρχίζουν να εξετάζουν τις βιολογικές δραστηριότητες στα σύννεφα, επομένως υπάρχουν ακόμη πολλά που δεν καταλαβαίνουμε», δήλωσε ένας από τους συγγραφείς, Pierre Herckes.
«Κατά τη διάρκεια της νύχτας, για παράδειγμα, δεν υπάρχει έντονη ατμοσφαιρική χημεία. Η χημεία καθοδηγείται σε μεγάλο βαθμό από τον ήλιο και το φως. Αλλά αν τα βακτήρια συνεχίζουν να κάνουν τη δουλειά τους ακόμα και κατά τη διάρκεια της νύχτας, τότε μπορούν να αποδειχθούν σημαντικά».
Πολλά ερωτήματα παραμένουν αναπάντητα στον απόηχο αυτής της ανακάλυψης. Η ομάδα της Cao επικεντρώθηκε σε έναν μόνο τύπο ομίχλης, αφήνοντας ανοιχτό το ποια βακτήρια ευδοκιμούν σε άλλους τύπους ομίχλης σε άλλες τοποθεσίες, τι τρώνε και πώς επηρεάζουν την ποιότητα του αέρα, ζητήματα που θα απαιτήσουν περαιτέρω μελέτη. «Κυριολεκτικά, μόνο ο ουρανός είναι το όριο», λέει ένας από τους συγγραφείς, ο Ferran Garcia-Pichel.