長期以來,科學家們都知道大氣中漂浮著大量的細菌,每立方米空氣中能找到數千到數百萬個細胞。
但大家普遍認為,這些微生物只是被氣流帶著到處跑,處于休眠狀態,不會有任何生物活動。
直到亞利桑那州立大學的研究團隊,用兩年時間追蹤了32次清晨的輻射霧,才徹底顛覆了這個認知。
一些微生物不僅能在霧中生存,而且還能在霧中繁衍生息。
該研究于2026年5月11日發表在《mBio》雜志上。
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輻射霧是我們最常見的一種霧,它形成于晴朗無風的夜晚。
當地面把白天吸收的熱量慢慢散發出去,近地面的空氣溫度會迅速下降,空氣中的水汽就會凝結成無數微小的水滴,懸浮在離地面幾十米的地方,與被風吹著跑的平流霧不同,輻射霧幾乎是靜止的,同一團空氣能在原地停留好幾個小時。
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這給了科學家一個絕佳的機會,去觀察同一批細菌在霧形成前后的變化。
研究團隊每次在日出前趕到賓夕法尼亞州中部的田野里,趕在太陽驅散霧氣前收集樣本,他們的發現令人震驚:
霧水中的細菌濃度高得驚人,平均每毫升霧水里約有100萬個細菌基因拷貝,這個數字和富營養化的湖泊、海洋里的細菌濃度差不多,一滴霧水雖然只有針尖大小,但無數滴加起來,就構成了一個龐大的、活躍的微生物群落。
有意思的是,這些細菌不是隨便飄進霧里的,研究人員對比了霧水、霧中的干燥氣溶膠,以及霧形成前后的空氣樣本,發現它們的細菌組成完全不同。
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有一種叫甲基細菌的微生物,在干燥空氣中含量極低(最多只占0.3%),但在霧水里卻占了近三分之一,是絕對的優勢種群。
這些甲基細菌可不是隨便漂流,它們真的在霧里安家落戶了。
研究人員找到了多個鐵證,證明它們在活躍地生長:每次霧散之后,空氣中的細菌數量平均增加了45%,在沒有風帶來新細菌的情況下,這只能是霧里的細菌繁殖的結果;霧里的細菌比干燥空氣中的大得多,而且正在分裂的細胞比例是干燥空氣中的兩倍多;細菌濃度的平方根與環境溫度呈線性關系,溫度越高,細菌越多,這完全符合微生物生長的基本規律。
而最讓研究人員驚訝的,是這些細菌凈化空氣的能力。
甲基細菌專門以甲醛這種簡單的碳化合物為食,甲醛是一種有毒污染物,來自汽車尾氣、工業排放以及新房裝修的環境中,它會刺激眼睛和呼吸道,長期暴露還可能引發癌癥。
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在陽光充足的白天,甲醛會參與光化學反應,形成臭氧和光化學煙霧。
實驗顯示,霧滴里的甲基細菌分解甲醛的速度,是之前在云水中測得的200倍。
它們能在短短幾天內,把霧水中原本存在的甲醛幾乎全部分解成無害的二氧化碳,而且,大部分分解不是為了獲取能量生長,而是為了解毒——高濃度甲醛對細菌自己也有毒,所以它們必須不斷分解它來生存。
這個發現徹底改變了我們對大氣的認知。
之前的大氣化學模型,都把細菌當成被動的、沒有生命的粒子,完全忽略了它們的生物活動。
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但現在看來,細菌是大氣化學過程中非常重要的參與者,尤其是在夜間,夜間沒有陽光,化學反應會大大減弱,但細菌的活動不會停止,它們可能在夜間的空氣凈化中扮演著關鍵角色。
當然,關于霧中微生物的世界,我們還有太多未知。沿海霧、山地霧、城市霧霾里的細菌有什么不同?它們除了甲醛還能分解哪些污染物?會不會影響云的形成和降雨?
科學家們才剛剛打開這個神秘世界的大門,或許有一天,我們能利用這些細菌的能力,開發出更有效的空氣凈化技術。
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