Kunnen micro-organismen ervoor zorgen dat meerwater wordt gemengd? Het antwoord van eerdere studies is nee, sinds de beweging van kleine, langzaam zwemmende bacteriën zijn niet voldoende om de gelaagdheid van het meerwater, veroorzaakt door verschillen in, bijvoorbeeld, temperatuur of zoutgehalte.

Een nieuwe studie toont nu aan dat micro-organismen inderdaad de vermenging van relatief dikke waterlagen kunnen veroorzaken, niet direct – door voortstuwing – maar indirect:als grote aantallen kleine organismen die dichter zijn dan water zich plaatselijk ophopen, de dichtheid van het water neemt toe en het zwaardere water zinkt, de organismen met zich meedragen. Dit leidt tot het mengen van watermassa's, met chemische en fysische uitwisselingen. Actief opwaarts zwemmen is vereist om dit mengproces in stand te houden, die de onderzoekers 'bioconvectie' noemen.

De internationale onderzoeksgroep onder leiding van Eawag toonde het optreden van bioconvectie, Voor de eerste keer, niet alleen in laboratoriumexperimenten, maar in het meer van Cadagno (kanton Ticino). Hier, bacteriën van de soort Chromatium okenii zijn in staat waterlagen met een dikte tot 2 meter te mengen. De bacteriën komen vooral voor in zuurstofarm water, vormt een dikke laag op een diepte van ongeveer 12 meter in het meer van Cadagno. In deze laag is met behulp van geautomatiseerde methoden die zijn ontwikkeld voor microbiologische watermonitoring, de wetenschappers observeerden meer dan tienduizend flagellaatorganismen per milliliter (d.w.z. meer dan tien miljard per kubieke meter).

De bacteriën zwemmen omhoog naar het licht, maar alleen voor zover het grensvlak tussen oxische en anoxische wateren. De bacteriecellen die zich onder deze grens ophopen, verhogen de dichtheid van het water met enkele promille. Dit is voldoende om het zwaardere water te laten zinken, het initiëren van het mengproces (zie afbeeldingen). Als resultaat, tijdens de zomermaanden, parameters zoals temperatuur of zoutgehalte op een diepte van ongeveer 11-13 meter homogeen blijken te zijn, in plaats van gestaag afnemen of toenemen met de diepte zoals verwacht.

Voor eerste auteur Tobias Sommer, een milieuwetenschapper, de resultaten van de studie zijn intrigerend:"Naast de soort die we hebben onderzocht, veel andere organismen zijn in staat om bioconvectie te stimuleren. Dus dit fenomeen - voorheen onderschat - is vermoedelijk gebruikelijk en relevant voor de ecologie van meren en oceanen, bijvoorbeeld bij algenbloei."