Nước trong hồ OC Fisher, bang Texas chuyển sang màu đỏ do hoạt động của nhóm vi khuẩn Chromatiaceae. Ảnh: Livescience.

Chromatiaceae là tên của nhóm vi khuẩn nói trên, theo Livescience. Chúng có khả năng tổng hợp năng lượng bằng phản ứng quang hợp. Được gọi là vi khuẩn yếm khí do không thể sống trong môi trường có oxy, chúng thường hiện diện trong các suối nước nóng hoặc nước tù đọng.

Trong điều kiện bình thường chúng không thể tồn tại trong các hồ nước. Chromatiaceae cần ánh sáng để thực hiện các phản ứng quang hợp. Chúng có các hạt sắc tố quang hợp màu đỏ, nâu, tía và da cam. Do hạt sắc tố màu tía phổ biến nhất trong nhóm nên giới sinh học còn gọi chúng là nhóm vi khuẩn tía.

Khi hạn hán lan rộng khắp bang Texas và các hồ cạn dần trong mùa hè năm nay, cá cùng những sinh vật sống khác chết hàng loạt. Quá trình phân hủy xác sinh vật làm giảm dần lượng oxy trong nước, tạo nên môi trường khắc nghiệt hơn đối với những sinh vật còn sống.

Do khí oxy trong hồ OC Fisher ngày càng cạn, nhóm vi khuẩn Chromatiaceae xuất hiện. Cùng lúc này vi khuẩn hiếu khí (cần oxy) chết hàng loạt nên Chromatiaceae thừa hưởng dưỡng chất mà vi khuẩn hiếu khí từng sử dụng. Nhờ đó số lượng của chúng bùng nổ mạnh mẽ và tạo thành một lớp màu tía. Khi quan sát lớp vi khuẩn màu tía trong nước đục, mắt người cảm nhận nó giống như màu của máu.

Chromatiaceae không phải là nhóm vi khuẩn duy nhất có thể biến nước thành màu đỏ. Vi khuẩn lam, một ngành vi khuẩn sinh trưởng nhờ quang hợp, cũng có khả năng tương tự. Chúng sản xuất rất nhiều hạt sắc tố quang hợp màu đỏ và xanh dương. Trong quá trình quang hợp vi khuẩn lam cần khí oxy.

Biển Đỏ là tên một vịnh nhỏ của Ấn Độ Dương, nằm giữa châu Phi và châu Á. Nhiều giả thuyết được đưa ra về tên của nó. Tuy nhiên, ngày nay giới khoa học nhất trí rằng tên của Biển Đỏ liên quan tới Trichodesmium erythraeum – một chủng vi khuẩn lam sản xuất nhiều hạt sắc tố quang hợp màu đỏ. Chủng vi khuẩn này tồn tại trong những vùng nước trong mờ. Khi số lượng vi khuẩn Trichodesmium erythraeum bùng nổ, chúng tạo thành một lớp màu đỏ hoặc hồng trên mặt biển. Sau thời kỳ bùng nổ, vi khuẩn lam chết và xác của chúng khiến nước biển chuyển thành màu đỏ nâu.