Грибы могут помогать вызывать дождь — благодаря способности, украденной у бактерий

Грибы обычно появляются после дождя. Но новое исследование показывает: некоторые из них, возможно, сами помогают дождю начаться. RTVI ознакомился с исследованием о том, как это происходит.

В холодных облаках дождь часто начинается с кристаллов льда. Но вода не всегда замерзает сразу после нуля градусов: чтобы появился лед, ей нужна поверхность, за которую могут «зацепиться» первые кристаллы. Этот процесс называют нуклеацией льда. Запустить его могут пыль, минеральные частицы или живые организмы. Один из самых известных примеров — бактерия Pseudomonas syringae. Она живет на растениях и производит белки, которые ускоряют образование льда. Для сельского хозяйства это проблема: из-за таких белков лед может появляться при более высокой температуре, и растения, которые пережили бы обычное похолодание, получают повреждения от заморозков.

Теперь ученые нашли похожий механизм у грибов семейства Mortierellaceae. Исследование, опубликованное в Science Advances, показывает: эти грибы, вероятно, получили нужный ген от бактерий через горизонтальный перенос генов — редкий механизм, при котором организм получает полезный фрагмент ДНК не от предков, а от другого вида.

Один из авторов исследования, биолог Борис Винатцер, отмечал, что грибы действительно могут получать гены от бактерий, но это не считается обычным явлением. Поэтому бактериальное происхождение этого грибного гена стало для него неожиданностью.

Главная деталь — грибы не просто скопировали бактериальный инструмент, они его изменили. У бактерий ледообразующие белки связаны с клеточной мембраной. У грибов белки меньше, растворяются в воде и не привязаны к мембране — это делает их удобнее для практического применения.

Пока ученые не знают точно, зачем самим грибам нужен такой механизм. Но то, что белок за время эволюции стал эффективнее, намекает: он дает грибам какое-то преимущество. Возможно, он помогает им выживать в почве, взаимодействовать с водой или влиять на окружающую среду.

Самый интригующий ученых вопрос — могут ли такие грибы влиять на дождь. Исследователи осторожны: прямых доказательств пока недостаточно. Но поскольку белки работают в малых концентрациях и остаются активными в жестких условиях, их вклад в образование льда в атмосфере могли недооценивать. Отсюда и прикладной интерес. Сегодня для засева облаков часто используют йодид серебра, это вещество помогает запускать образование ледяных кристаллов, но вызывает экологические вопросы. Грибные белки могут стать более безопасной биологической альтернативой.

Если научиться дешево производить такие белки в больших объемах, их можно будет использовать для более безопасного засева облаков. Кроме того, они могут пригодиться в других областях: производстве замороженных продуктов, управляемом замораживании и криоконсервации клеток, тканей и органов.

Но до практического «управления погодой» еще далеко. Пока речь не о кнопке, которая вызывает дождь, а о новом биологическом механизме, который помогает лучше понять, как в природе образуется лед — и как этот процесс можно использовать технологически.