Тайное климатическое оружие лесов: как древние гены превратили грибы в повелителей погоды
Некоторые грибы научились превращать воду в лед, буквально захватив контроль над погодой. Ученые выяснили, как именно эти организмы взламывают атмосферные процессы, используя гены, украденные у древних бактерий. Это открытие меняет представления об экологии и может привести к созданию новых технологий управления осадками.
Фото: commons.wikimedia.org by J.smith, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/ Грибы на лужайке В этом материале: Генетический взлом: наследие бактерий Как грибы вызывают дождь Ответы на популярные вопросы о грибах и нуклеации льда Читайте также Генетический взлом: наследие бактерийБактерии вроде Pseudomonas syringae давно известны своей способностью замораживать воду при температуре около -5 °C. Исследователи из Виргинского политехнического университета решили выяснить, почему похожим навыком обладают грибы семейства Mortierellaceae. Поиск оказался успешным: внутри грибного генома обнаружен участок, почти идентичный бактериальному гену InaZ.
"Это классический случай горизонтального переноса генов. Грибы присвоили чужой инструмент, чтобы выживать в суровых условиях", — объяснил в беседе с Pravda.Ru ученый-химик Илья Сафронов.
Эксперимент подтвердил догадку: перенос этого гена в дрожжевые клетки наделил последние ледяной магией. Теперь дрожжи способны создавать ледяные ядра точно так же, как их "подопытные" собратья. Возможно, именно так планета менялась в прошлом, подстраиваясь под активность микроорганизмов.
Как грибы вызывают дождьСпособность грибов вырабатывать белки-нуклеаторы льда имеет двойное назначение. С одной стороны, это помощь лишайникам — гриб провоцирует иней, который утром тает и превращается в драгоценную влагу. С другой — это глобальный масштаб влияния на ритмы природы. Попадая в облака, грибные белки становятся центрами кристаллизации, провоцируя выпадение осадков.
Характеристика Бактерии (P. syringae) Основной механизм Нуклеация на мембранах Рабочая температура Примерно -5 °C"Грибы выпускают в атмосферу огромное количество белковых частиц. Они могут быть куда эффективнее бактерий в формировании дождевых облаков", — подчеркнул в беседе с Pravda.Ru метеоролог Сергей Баранов.
США и другие страны десятилетиями используют йодид серебра для искусственного вызова дождя. Это токсичное соединение. Биологические белки могут стать безопасной альтернативой, если ученые научатся их культивировать в промышленных масштабах.
Несмотря на успех открытия, истинный эволюционный смысл этой способности до конца не ясен. Возможно, это лишь побочный эффект адаптации к холодной среде обитания, ставший ключевым фактором в глобальном круговороте воды.
"Мы видим, как случайный генетический заимствованный механизм превращается в глобальный рычаг воздействия на климат", — отметил в беседе с Pravda.Ru биолог Андрей Ворошилов.
Ответы на популярные вопросы о нуклеации льда Зачем грибам замораживать воду?Скорее всего, ради выживания. Создание инея позволяет извлекать влагу из воздуха в засушливые утренние часы.
Чем белки грибов лучше йодида серебра?Белки — органические соединения. Они нетоксичны и биоразлагаемы, в отличие от химического реагента, загрязняющего почву.
Как ген попал из бактерий в грибы?Через горизонтальный перенос генов. Этот процесс позволяет организмам обмениваться генетическим кодом напрямую, без скрещивания.
Могут ли грибы полностью заменить классический дождь?Нет, они лишь являются естественным катализатором процесса. Это один из многих механизмов, поддерживающих гидрологический баланс.
Читайте также Великие цивилизации разрушили себя изнутри — теперь наша очередь? Вот где находится ахиллесова пята современного мира Искусство в живёт пробирке: почему клетки способны создавать ДНК без опоры на шаблон В 10 000 раз сильнее Солнца: ученые вычислили колоссальную мощь чёрной дыры Цигнус X-1 Загадка нулевого километра: учёные установили, где на самом деле зародилось человечество Экспертная проверка: ученый-физик Дмитрий Лапшин, ученый-химик Илья Сафронов, биолог Андрей Ворошилов Темы грибы генетика экология биология изменение климата