Некоторые грибы таинственным образом влияют на погоду: заимствовали ген у древних бактерий

За миллиарды лет истории наша Земля успела стать домом для невероятного количества видов: некоторые из них давно вымерли, но другие процветают до сих пор и не перестают удивлять ученых. Недавно ученые обнаружили, что некоторые грибы способны производить белки, которые замораживают воду, что может позволить им проникать в атмосферу и вызывать дождь. Теперь ученые раскрыли секрет этого процесса, пишет Фокус.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Давно известно, что некоторые бактерии имеют в своих клеточных мембранах белки, позволяющие им замораживать воду при относительно высоких температурах, около -5 градусов по Цельсию — процесс, известный как нуклеация льда. Некоторые виды грибов также могут это делать, но гораздо меньше было известно о том, как это работает в этом царстве жизни.

По словам соавтора исследования, микробиолога из Виргинского политехнического университета Бориса Винатцера, в новой работе они с коллегами хотели выяснить, что лежит в основе этого процесса. Теперь ученые считают, что им это удалось: разгадка кроется в гене древних бактерий.

В ходе исследования команда изучила геномы двух штаммов грибов семейства Mortierellaceae, чтобы найти их белок, инициирующий образование льда. Ученые обнаружили несколько зацепок: во-первых, известно, что белок выделяется в окружающую среду, а не прикрепляется к клеткам гриба, и примерно знали его размер.

Поэтому команда сосредоточилась на поиске генов, обладающих этими характеристиками. Ученые с удивлением обнаружила кандидата, почти идентичного бактериальному гену InaZ. Чтобы подтвердить свою теорию, ученые провели эксперимент: когда команда перенесла этот грибной ген в дрожжевую клетку, дрожжи также приобрели способность создавать лед. Результаты подтвердили, что этот конкретный фрагмент ДНК действительно производит белки, инициирующие образование льда.

Это говорит о том, что в какой-то момент в прошлом предковый гриб приобрел этот ген у своих бактериальных соседей — процесс, известный как горизонтальный перенос генов. Позже гриб сделал ген своим.

Впрочем, по словам Винатцера, все еще не ясно, как именно грибы используют эту способность к образованию льда и какое эволюционное преимущество она дает. Отметим, что бактерии, обладающие белками, инициирующими образование льда, часто поражают растения, например, Pseudomonas syringae, которая поражает кукурузу. Ученые считают, что эти бактерии используют белки, образующие лед, для повреждения растения, позволяя питательным веществам просачиваться наружу или бактериям проникать внутрь.

По словам команды, один из грибов, обнаруженный учеными в лишайнике. Ученые предположили, что белки, инициирующие образование льда, могут позволять грибу извлекать воду из воздуха, обеспечивая таким образом необходимый, но дефицитный ресурс для лишайника. Предполагается, что по утрам, когда высокая влажность и низкая температура, белки грибов могут вызывать образование инея на лишайнике, который затем тает и обеспечивает водой позже в течение всего дня. Но, пожалуй, наиболее интригующим аспектом этих бактерий и грибов, образующих лед, является их способность влиять на погоду, засеивая облака и вызывая дождь.

Авторы считают, что недавно обнаруженные грибные белки могут быть полезны и для человека. В настоящее время для искусственного вызывания дождя используется токсичное химическое вещество под названием йодид серебра, но, возможно, его можно заменить безвредным органическим белком.

Напомним, ранее мы писали о том, что опасные грибы "захватят" планету к концу столетия: в зоне риска миллионы людей.

Ранее Фокус писал о том, что ученые научились использовать грибы для создания прочных материалов.

При написании использовались материалы Science Advances, Live Science.