Schon länger ist bekannt, dass es auch in der Luft und in den Wolken Bakterien gibt: Sie werden mit Wüstenstaub oder Wassertröpfchen in die Höhe gewirbelt und vom Wind verweht. Einige Bakterien und Pilzsporen können so über tausende Kilometer weit transportiert werden. Schätzungen zufolge kann Luft daher je nach Staub- und Aerosolgehalt einige tausend bis einige Millionen Bakterien pro Kubikmeter enthalten. Ob diese Mikroben jedoch aktiv sind oder nur passiv im Überdauerungszustand transportiert werden, ist unklar.
Fahndung im Nebel
Ähnliches galt für Nebel – dichte, bodennahe Schleier aus unzähligen feinen Wassertröpfchen, die beispielsweise an kühlen Herbstmorgen entstehen. „Wir wissen bisher nur wenig darüber, welche Bakterien in Nebeln existieren“, sagt Erstautorin Thi Thuong Thuong Cao von der Arizona State University. Um mehr darüber herauszufinden, sammelten sie und ihre Kollegen über zwei Jahre hinweg Nebelproben in verschiedenen windstillen Tälern in Pennsylvania.
Die Forschenden untersuchten mittels DNA-Analysen, ob und welche Mikroben in diesen Nebelproben vorkommen. Außerdem beobachteten sie die Mikroben unter dem Mikroskop und legten Kulturen auf Nährmedien an, um mehr über deren Stoffwechsel und Aktivität herauszufinden. Zum Vergleich untersuchten Cao und ihre Kollegen auch Luftproben und Aerosole von denselben Probenstellen an nebelfreien Tagen.
„Genauso viele Bakterien wie im Ozean“
Die Analysen enthüllten: In jedem Milliliter Nebelwasser detektierten die Forschenden Millionen Kopien bakterieller DNA. Zwar enthielt nicht jedes einzelne Nebeltröpfchen solche bakteriellen Gensignaturen, aber insgesamt erwies sich der Nebel als erstaunlich belebt: Ein Fingerhut voll Nebelwasser enthielt mehrere zehn Millionen Bakterien. „Wenn man alle Nebeltröpfchen zusammennimmt, enthalten sie genauso viele Bakterien wie der Ozean“, sagt Cao.
Die neu entdeckten Nebelbakterien erweisen sich zudem als relativ artenreich: In den Nebelproben wiesen die Forschenden im Schnitt 188 verschiedene Bakterienarten nach. „Auf der Ebene der Stämme waren Proteobakterien mit rund 69 Prozent dominant, gefolgt von Firmicutes mit zwölf Prozent und Bacteroidota mit rund sieben Prozent“, berichten Cao und ihr Team. Die mikrobiellen Nebelbewohner unterschieden sich in ihrer Artzusammensetzung deutlich von denen in trockener Luft oder Aerosolen außerhalb der Nebelperioden.
Nebelbakterien sind aktiv – und nützlich
Das Überraschende ist jedoch der Zustand der Nebelmikroben: Anders als viele vom Wind verfrachtete Bakterien sind die Nebelbewohner aktiv: Sie fressen, wachsen und vermehren sich. „Wir beobachteten sie unter dem Mikroskop und sahen, dass die Bakterien größer wurden und sich teilten – ein eindeutiges Zeichen für aktives Wachstum“, erklärt Cao. Laborversuche und DNA-Analysen legen nahe, dass sich viele dieser Nebelbakterien von organischen Verbindungen ernähren, die in den Nebeltröpfchen enthalten sind – darunter auch Luftschadstoffe wie Formaldehyd.
“Die metabolisch aktiven Bakterien im Nebel können Formaldehyd mit beispiellos hoher Rate abbauen“, berichten die Forschenden. Würden die Nebelbakterien das gesamte Formaldehyd nur als Nahrung nutzen, müssten sie bei dieser Rate ihre Biomasse alle paar Minuten verdoppeln. „Das wäre extrem unrealistisch“, so das Team. Sie vermuten daher, dass die Nebelbakterien das Formaldehyd primär deshalb zersetzen, um Energie zu gewinnen und diese für sie giftige Verbindung loszuwerden.
„Dies verändert unsere gesamte Sichtweise“
Zusammengenommen belegen diese Ergebnisse, dass die Nebeltröpfchen eine ganz eigene, vielfältige Lebenswelt umfassen. Anders als trockene Luft oder von der Atmosphäre transportierter Staub enthalten die winzigen Wassertröpfchen des Nebels eine große Zahl von aktiven, wachsenden und sich vermehrenden Mikroben. „Das atmosphärische Wasser in Nebeln sollte daher als echtes aquatisches Habitat betrachtet werden, wenn auch ein temporäres“, schreiben Cao und ihre Kollegen.
„Dies verändert unsere gesamte Sichtweise auf das Phänomen Nebel“, sagt Seniorautor Ferran Garcia-Pichel von der Arizona State University. Denn die mikrobiellen Nebelbewohner beeinflussen durch ihre Abbautätigkeit die Zusammensetzung der Luft, im Falle des Formaldehyds verbessern sie sogar die Luftreinheit. Umgekehrt bedeutet ihre Präsenz aber auch, dass aus Nebel gewonnenes Trinkwasser weniger steril ist als bisher oft angenommen.
Noch haben die Forschenden erst damit begonnen, die Lebenswelt im Nebel zu untersuchen. So sind die in den Nebeltröpfchen vorkommenden Bakterienarten und ihre Ernährungsstrategien bisher erst in Ansätzen untersucht. Auch wie sich das Mikrobiom des Nebels in verschiedenen Regionen unterscheidet, ist noch völlig unbekannt. „Es ist noch ziemlich neu, dass man sich überhaupt anschaut, was in solchen bodennahen Wolken lebt, daher gibt es vieles, was wir nicht verstehen“, sagt Caos Kollege Pierre Herckes.
Quelle: Thi Thuong Thuong Cao (Arizona State University, Tempe) et al., mBio, 2026; doi: 10.1128/mbio.00463-26
