Le monde secret à l'intérieur de minuscules gouttelettes de brouillard

Le désert du Namib, qui coupe la côte angolaise jusqu'en Afrique du Sud, est l'un des endroits les plus arides du monde. Les précipitations annuelles dépassent rarement deux pouces à l'escarpement; la côte est encore plus aride. Mais le brouillard arrive la nuit. Les chercheurs s’y réveillent parfois le matin pour découvrir des vrilles s’enroulant à 30 milles de l’océan, où elles se rassemblent..

Le brouillard peut mouiller le sable et le casser, comme si une brève averse avait passé. En rampant, il cache des bâtiments et des voitures et se condense sur des touffes d'herbes jusqu'à ce qu'elles dégouttent. Il est suspendu au bas de la mer de dunes de sable, ressemblant à des nuages ​​engloutissant les parties les plus basses d'une montagne. «Peut-être que cela ne vous parvient pas, mais vous pouvez le voir venir comme une tempête», déclare Sarah Evans, biologiste à la Michigan State University, qui mène des recherches au Namib..

À la fois de loin et au plus profond de lui, le brouillard ressemble à une masse diffuse, indifférenciée. Mais, se demandait Evans, que se passe-t-il à l'intérieur de ce voile et à une échelle beaucoup plus petite??

Elle n'est pas la seule chercheuse à réfléchir à cela. Eli Dueker, microbiologiste en environnement au Bard College, étudie une question similaire à propos du brouillard qui recouvre Southport Island, dans le Maine. Les chercheurs se sont associés pour analyser la composition bactérienne du brouillard sur les deux sites dans un nouvel article publié dans la revue Science de l'environnement total.

Le paysage désertique est varié et souvent brumeux. Avec la permission de Sarah Evans

Le brouillard est une mer de gouttelettes individuelles, formées lorsque la vapeur d'eau se condense en particules microscopiques. Les bactéries s'y mêlent aussi. Une fois en suspension dans l’air, ces gouttelettes se croisent, grossissent et tombent, ou s’évaporent à nouveau en vapeur. De cette façon, le brouillard est un écosystème dynamique en constante évolution. Alors que les gouttelettes sont minuscules pour nous, dit Dueker, "c'est un monde immense pour un microbe, vous savez?"

Pour scruter le monde dans chaque gouttelette, les chercheurs devaient d’abord les démêler. Ils ont installé des surfaces simples sur lesquelles le brouillard pourrait se condenser, puis ont récupéré l’eau et séquencé l’ADN qu’il contient. Ils ont également préparé des boîtes de Pétri à la recherche de microbes vivants. À titre de comparaison, ils ont également recueilli de l'air non embué et ont prélevé des échantillons d'eau de mer près du rivage..

Malgré la grande distance et les différences entre les deux paysages étudiés, les chercheurs ont trouvé de nombreuses similitudes entre les mondes microbiens qui les parcouraient. La composition microbienne différait quelque peu d'un endroit à l'autre (et les chercheurs ont également étudié les champignons dans le Namib, mais ne l'ont pas cherché dans le Maine), mais leurs points communs étaient évidents. Aux deux endroits, le brouillard est un melting-pot, avec des microbes qui dérivent souvent dans l'air et partagent l'espace avec ceux qui résident habituellement dans le sol ou l'océan.

Dis que tu es un Marinomonas bactérie, de la famille Oceanospirillaceae. Votre vie est principalement humide, parce que vous vivez probablement dans de l'eau de mer ou des sédiments marins. Par exemple, si vous vous retrouvez plongé dans le brouillard de l'océan par une vague déferlante et que vous dérivez à travers le Namib, vous pourriez cohabiter avec des microbes que vous ne rencontriez jamais autrement, ceux qui vivent et meurent loin de la océan. "Ensemble, les résultats des deux sites de brouillard suggèrent que le brouillard ne sert pas simplement de refuge aux bioaérosols locaux, mais également de mécanisme de transport microbien efficace reliant les environnements marins et terrestres", écrivent les auteurs..

Comment cet auto-stop vous profite-t-il, petit Marinomonas? Ce n'est pas clair. «Peut-être que voyager ou vivre dans des gouttelettes de brouillard rend un microbe plus viable; peut-être grandit-il, mange-t-il d'autres substances dans la gouttelette ou peut-il survivre plus longtemps que s'il voyage dans la poussière », ajoute Evans. Il est possible qu'un microbe naviguant dans un brouillard soit isolé des rayons UV, qui frappent durement le désert. «Ce que nous constatons, c'est que ces microbes peuvent se métaboliser, se répliquer, vivre réellement. C'est peut-être bref, mais ils vivent dans l'atmosphère, et le brouillard et les nuages ​​leur permettent de faire cela », dit Dueker. "Il y a une structure qui leur est fournie."

Au Namib, le brouillard nourrit les plantes et les animaux qui se sont adaptés à une vie sèche. Avec la permission de Sarah Evans

Pour aussi longtemps que ce brouillard existe, qu'il s'agisse de minutes ou de jours, il nourrit et modifie les écosystèmes dans lesquels il se déplace. Dans certaines enclaves notoirement brumeuses, les plantes et les animaux ont développé des adaptations spécifiques pour les aider à l'exploiter. Certains coléoptères creusent le brouillard dans le dos et dans la bouche, et divers arbres, mousses et broméliacées collectent des gouttelettes de brouillard sur leurs feuilles ou leurs lames.

Mais le brouillard n’est pas seulement une aubaine pour ces plantes et ces animaux, il peut aussi comporter des risques. Les chercheurs ont détecté des groupes taxonomiques comprenant des agents pathogènes fongiques, bien qu’ils n’aient pas encore cherché à savoir si ou dans quel contexte ces microbes pourraient causer des maladies. On pense que les polluants provenant de l'eau et du sol se déplacent également dans l'air dans le brouillard et se déposent au sol à des endroits qu'ils n'auraient pas atteints autrement.

Il semble que l'impact du brouillard ne disparaisse pas lorsqu'il s'estompe: sa signature demeure dans les endroits qu'il fréquente. «Quand il se dissipera, il laissera une atmosphère microbienne modifiée», dit Dueker. Même si le soleil ramène le désert à son état habituel, il n’est jamais tout à fait comme avant..