W skrócie
- Niektóre grzyby glebowe wydzielają białka, które trafiają do atmosfery i inicjują zamarzanie w chmurach, co wpływa na powstawanie opadów.
- Grzyby z rodziny Mortierellaceae przejęły geny odpowiadające za produkcję tych białek od bakterii w procesie poziomego transferu genów.
- Białka grzybowe mogłyby znaleźć zastosowanie w rolnictwie, programach sztucznego wywoływania opadów oraz w chłodnictwie.
- Więcej podobnych informacji znajdziesz na stronie głównej serwisu
Na wysokości kilku kilometrów nad ziemią woda nie zawsze zamarza w temperaturze 0 st. C. W chmurach może pozostawać w stanie ciekłym nawet przy minus 40 st. C. To tzw. woda przechłodzona. Żeby zamieniła się w lód, potrzebuje "zarodka" - mikroskopijnej cząstki, do której mogą przyłączyć się cząsteczki wody. Bez tego nie powstaje ani śnieg, ani deszcz.
Przez lata za głównych "inicjatorów" uznawano pył, sadzę i sól morską. Problem w tym, że działają one słabo i wymagają bardzo niskich temperatur. Lepsze są niektóre bakterie, m.in. Pseudomonas syringae, które dzięki specjalnym białkom potrafią wywołać zamarzanie już przy minus 2 st. C.
Nowe badanie opublikowane w "Science Advances" pokazuje jednak, że jeszcze skuteczniejszym graczem są grzyby glebowe.
Białka grzybów z gleby trafiają do chmur
Chodzi o grzyby z rodzajów Fusarium i Mortierella. W przeciwieństwie do bakterii nie zatrzymują one białek inicjujących zamarzanie na swojej powierzchni, lecz wydzielają je do gleby. Te białka są mniejsze, rozpuszczalne w wodzie i wyjątkowo efektywne jako zarodki lodu.
Wiatr może wynosić je do atmosfery razem z pyłem i zarodnikami. Gdy trafią do chmur, zaczynają działać jak katalizator. Nawet w stosunkowo "ciepłych" chmurach, powyżej minus 5 st. C, potrafią wymusić krystalizację lodu. Kryształki rosną, stają się cięższe i spadają. Po drodze topnieją, zamieniając się w deszcz. Powstaje zamknięty cykl. Grzyby rosną w wilgotnej glebie, ich białka trafiają do atmosfery, wywołują opad, a ten znów zasila środowisko, w którym żyją.
"Maleńkie organizmy na ziemi mają supermoc, która pozwala im sięgać do atmosfery i ściągać deszcz" - pisze Diana R. Andrade-Linares, mikrobiolożka z University of Limerick w serwisie The Conversation.
Grzyby skradły geny od bakterii
Badacze ustalili też, skąd wzięła się ta zdolność. Grzyby z rodziny Mortierellaceae nie wykształciły jej samodzielnie. Przejęły geny od bakterii w procesie tzw. poziomego transferu genów. To mechanizm, w którym mikroorganizmy "kopiują i wklejają" fragmenty DNA między sobą.
Efekt jest jednak inny niż u bakterii. Grzyby wydzielają białka na zewnątrz komórek, dzięki czemu mogą one pokrywać większe obszary gleby i pozostawać aktywne nawet po śmierci organizmu. Są też wyjątkowo trwałe: mogą trafić do wody, wyschnąć, a potem ponownie zostać uniesione do atmosfery.
To ma wielkie znaczenie dla klimatu i rolnictwa
Jeśli gleba i mikroorganizmy wpływają na powstawanie opadów, to degradacja środowiska może mieć bezpośrednie konsekwencje dla lokalnego klimatu. Wycinając las, usuwa się nie tylko drzewa, ale też cały system biologiczny, który może wspierać powstawanie deszczu. W warunkach narastających susz to istotny czynnik.
Pojawiają się też zastosowania praktyczne. Obecnie programy sztucznego wywoływania opadów, prowadzone m.in. w Chinach, ZEA i USA, wykorzystują jodek srebra. To substancja trwała w środowisku. Białka grzybowe mogłyby być ich biodegradowalną alternatywą.
Ich właściwości można też wykorzystać w rolnictwie. Wymuszając kontrolowane zamarzanie, uwalniają niewielkie ilości ciepła, które mogą chronić rośliny przed przymrozkami. Potencjalne zastosowania obejmują także produkcję żywności mrożonej czy energooszczędne systemy chłodzenia.
Nowe dane pokazują, że granica między tym, co dzieje się w glebie, a tym, co zachodzi w atmosferze, jest znacznie mniej wyraźna, niż dotąd sądzono.
