I microrganismi possono causare la miscelazione dell'acqua del lago? La risposta data da studi precedenti è no, poiché il movimento dei piccoli, i batteri a nuoto lento non sono sufficienti a disturbare la stratificazione dell'acqua lacustre indotta da differenze di, Per esempio, temperatura o salinità.

Un nuovo studio ora mostra che i microrganismi possono effettivamente causare la miscelazione di strati d'acqua relativamente spessi, non direttamente – per propulsione – ma indirettamente:se un gran numero di piccoli organismi che sono più densi dell'acqua si accumulano localmente, la densità dell'acqua aumenta e l'acqua più pesante affonda, portando con sé gli organismi. Questo porta alla miscelazione delle masse d'acqua, con scambi chimici e fisici. Il nuoto attivo verso l'alto è necessario per mantenere questo processo di miscelazione, che i ricercatori chiamano "bioconvezione".

Il gruppo di ricerca internazionale guidato da Eawag ha dimostrato il verificarsi di bioconvezione, per la prima volta, non solo in esperimenti di laboratorio, ma nel Lago di Cadagno (Canton Ticino). Qui, i batteri della specie Chromatium okenii sono in grado di mescolare strati d'acqua con uno spessore fino a 2 metri. I batteri si trovano soprattutto nelle acque anossiche, formando uno spesso strato ad una profondità di circa 12 metri nel Lago di Cadagno. In questo strato, utilizzando metodi automatizzati sviluppati per il monitoraggio microbiologico dell'acqua, gli scienziati hanno osservato oltre diecimila organismi flagellati per millilitro (cioè più di dieci miliardi per metro cubo).

I batteri nuotano in alto verso la luce, ma solo fino all'interfaccia tra acque ossiche e anossiche. Le cellule batteriche che si accumulano al di sotto di questo confine aumentano la densità dell'acqua di alcuni per mille. Questo è sufficiente per far affondare l'acqua più pesante, avviare il processo di miscelazione (vedi grafici). Di conseguenza, durante i mesi estivi, parametri come temperatura o salinità ad una profondità di circa 11-13 metri risultano omogenei, piuttosto che diminuire o aumentare costantemente con la profondità come previsto.

Per il primo autore Tobias Sommer, uno scienziato ambientale, i risultati dello studio sono intriganti:"Oltre alle specie che abbiamo studiato, molti altri organismi sono in grado di guidare la bioconvezione. Quindi questo fenomeno – precedentemente sottovalutato – è presumibilmente comune e rilevante per l'ecologia dei laghi e degli oceani, per esempio nel caso di fioriture algali."