Новые исследования показывают, что микроскопические организмы, обитающие в почве, такие как грибы и бактерии, могут играть ключевую роль в образовании дождя. Выделяя в атмосферу специальные белки, эти микроорганизмы инициируют процессы, приводящие к выпадению осадков, тем самым влияя на климат Земли и круговорот воды.
Микроскопические организмы из почвы – невидимые создатели дождя
Процесс образования дождя сложнее, чем может показаться. Высоко в атмосфере вода может оставаться жидкой даже при температурах значительно ниже нуля — до -40°C. Однако для выпадения осадков воде необходимы так называемые «зародыши облаков» — мельчайшие частицы, на которых могут образовываться кристаллы льда. Обычно эту роль выполняют пыль, сажа или соль, но они неэффективны и требуют очень низких температур.
Уже много лет известно, что некоторые бактерии, такие как Pseudomonas syringae, обладают белками (INpros), способными вызывать замерзание воды при температурах до -2°C. Эти бактерии мигрируют с листьев растений в атмосферу, где инициируют образование льда в облаках. Однако недавние исследования показывают, что грибы, особенно виды Fusarium и Mortierella, могут играть еще более значительную роль.
Грибы — новые участники в головоломке атмосферы
В отличие от бактерий, грибы выделяют свои белки в почву, откуда они переносятся ветром в атмосферу. Эти грибные белки меньше по размеру, водорастворимы и очень эффективны в инициировании образования льда. Это позволяет им вызывать осадки даже в теплых облаках (выше -5°C), что делает их чрезвычайно эффективными «зародышами облаков».
Представьте себе лесную подстилку, полную грибов. Когда ветер переносит их белки в атмосферу, они превращаются в ледяные зародыши. Кристаллы льда растут, становятся тяжелее и падают, тая по пути и превращаясь в дождь, который орошает лес и стимулирует рост новых грибов. Это создает естественный цикл биоосадков, в котором почвенные микроорганизмы влияют на погоду и климат.
Исследования показали, что грибы семейства Mortierellaceae приобрели способность производить белки, инициирующие образование льда, посредством горизонтального переноса генов от бактерий. Это означает, что миллионы лет назад происходил процесс «копирования и вставки» фрагментов ДНК между микроорганизмами, что дало грибам эволюционное преимущество.
Значение открытия для окружающей среды и технологий
Это открытие имеет огромное значение для охраны окружающей среды. Вырубая леса, мы теряем не только деревья, но и целые экосистемы микроорганизмов, которые могут иметь решающее значение для региональных осадков. В условиях изменения климата и участившихся засух понимание роли грибов в круговороте воды может иметь решающее значение для будущих стратегий управления водными ресурсами.
Более того, природные белки грибов однажды могут заменить химические вещества, используемые в настоящее время для искусственного вызывания осадков, такие как йодид серебра, предлагая экологически чистые и биоразлагаемые решения. Они также могут найти применение в сельском хозяйстве, производстве продуктов питания и системах охлаждения.
Почвенные микроорганизмы, особенно грибы, играют гораздо большую роль в формировании климата, чем считалось ранее. Благодаря своим уникальным белкам они могут инициировать выпадение осадков, влиять на круговорот воды и поддерживать развитие экосистем. Это открытие открывает новые перспективы для защиты окружающей среды и разработки инновационных технологий.
Читайте на тему: Ученые обнаружили в плесени вещества, убивающие Sars-Cov-2
