Nebel gilt bisher vor allem als Wetterphänomen, trockene Regionen versuchen daraus, Trinkwasser zu gewinnen. Eine neue Studie zeigt jetzt, dass in Nebeltröpfchen mehr Bakterien leben als angenommen. Sie können sogar Schadstoffe aus der Luft abbauen.
Nebel gilt meist als kurzlebiges Wetterphänomen, das nur aus Wassertropfen besteht. Eine neue Studie zeigt jedoch, dass Nebel sich zumindest vorübergehend in kleine Lebensräume verwandeln kann. Kleinste Bakterien können dort überleben, sich vermehren und die Chemie der Atmosphäre verändern.
WERBUNG
WERBUNG
Die Untersuchung von Forschenden der Arizona State University und der Susquehanna University in den USA zeigt, dass manche Nebeltröpfchen dichte Bakteriengemeinschaften beherbergen.
Sie haben außerdem eine Superkraft: Diese Mikroben zerlegen Luftschadstoffe wie Formaldehyd und beeinflussen so chemische Prozesse in der Atmosphäre. In gewisser Weise reinigen sie im Nebeldunst die Luft.
Nebeltröpfchen lebendiger als gedacht
Seit Langem ist bekannt, dass Bakterien durch die Luft transportiert werden. Unklar war aber, ob diese Mikroorganismen in der Atmosphäre wirklich aktiv leben, also Nährstoffe aufnehmen und sich vermehren.
Die neue Studie, veröffentlicht im Fachjournal mBio, liefert nun eine wichtige Antwort.
Das Team untersuchte sogenannten "Radiationsnebel". Dieser entsteht und hält sich in Bodennähe, wenn sich die Erdoberfläche nachts abkühlt. Er bildet sich meist lokal und hält sich oft lange über derselben Region. So konnten die Forschenden immer wieder dieselbe Luftmasse analysieren.
Das Team verfolgte in Pennsylvania über zwei Jahre hinweg 32 verschiedene Nebelereignisse. Die Forschenden nahmen Luftproben vor, während und nach dem Nebel. Sie untersuchten außerdem getrennt die Bakterien in trockenen Aerosolpartikeln und in den Nebeltröpfchen.
Ein Wassertropfen, Millionen Bakterien
Die Analysen ergaben, dass im Nebelwasser pro Milliliter rund eine Million genetische Spuren von Bakterien stecken.
Die Forschenden betonen, dass in weniger als einem Prozent der einzelnen Nebeltröpfchen überhaupt Bakterien sitzen. Zusammengenommen erreicht die Gesamtzahl der Mikroben jedoch Werte, wie man sie sonst in natürlichen Gewässern wie Seen oder Ozeanen findet.
In anderen Worten: Selbst ein sehr kleines Volumen Nebelwasser kann eine äußerst dichte mikrobielle Gemeinschaft beherbergen.
Bakterien im Nebel: nicht nur Transport, sondern Vermehrung
Einer der auffälligsten Befunde der Studie: Die Bakterien vermehren sich im Nebel aktiv.
Wenn die Tropfen nur Bakterien aus der Luft eingefangen hätten, wäre nach Auflösung des Nebels die Zahl der Keime wieder auf das Ausgangsniveau gesunken. Beobachtet wurde jedoch das Gegenteil.
Im Schnitt lag die Bakterienkonzentration in der Luft nach sechs verschiedenen Nebelereignissen um 45 Prozent höher als vor dem Nebel. In manchen Fällen stieg sie sogar um bis zu 90 Prozent.
Mikroskopische Analysen bestätigten das. Die Bakterien in den Nebeltröpfchen waren größer, und es fanden sich mehr als doppelt so viele Zellen im Teilungsprozess wie in den trockenen Aerosolpartikeln.
Bakterien reinigen die Luft von Schadstoffen
In der Studie dominierte die Bakteriengattung Methylobacterium. Diese Mikroben kommen normalerweise häufig auf Pflanzen und im Boden vor und sind dafür bekannt, einfache Kohlenstoffverbindungen zu verwerten.
Im Nebel erwies sich Formaldehyd als eine dieser Kohlenstoffquellen.
Formaldehyd ist ein weit verbreiteter Schadstoff, der sowohl draußen als auch in Innenräumen vorkommt. Er kann Augen, Nase und Rachen reizen und spielt eine wichtige Rolle in der Chemie der Atmosphäre.
Die Forschenden beobachteten, dass die Formaldehydkonzentration in den Nebelproben extrem schnell sank. Wurden die Mikroorganismen in den Versuchen abgetötet oder herausgefiltert, kam dieser Rückgang weitgehend zum Stillstand. Das zeigt, dass Bakterien das Formaldehyd abbauen.
Zudem lief dieser Prozess etwa 200-mal schneller ab als die bislang in Wolkenwasser gemessenen Abbauraten von Formaldehyd.
Nach Einschätzung der Forschenden nutzen die Bakterien Formaldehyd nicht nur als Nährstoff. Sie könnten damit zugleich ihre Umgebung von dem Giftstoff reinigen.
Nebelernte-Projekte: Neue Fragen zur Wasserqualität
Die Studie wirft auch Fragen zu den Nebelernte-Technologien auf, mit denen trockene Regionen Trinkwasser gewinnen.
Solche Systeme fangen Nebeltröpfchen mit Netzen oder speziellen Oberflächen auf und leiten das Wasser in Speicherbecken.
Ob dieses Nebelwasser wirklich trinkbar ist, beantwortet die Studie nicht direkt. Sie macht aber deutlich, dass Nebel keineswegs steril ist, sondern viele Mikroorganismen enthält.
Manche Bakterien können Schadstoffe abbauen und damit nützlich sein. Andere, darunter bestimmte Methylobacterium-Arten, gelten jedoch als opportunistische Erreger, die vor allem Menschen mit geschwächtem Immunsystem gefährden können.
Daher betonen die Forschenden, dass künftige Nebelernte-Projekte auch die mikrobiologischen Risiken stärker berücksichtigen sollten.