Деякі гриби таємничим чином впливають на погоду: запозичили ген у стародавніх бактерій

За мільярди років історії наша Земля встигла стати домівкою для неймовірної кількості видів: деякі з них давно вимерли, але інші процвітають досі і не перестають дивувати вчених. Нещодавно вчені виявили, що деякі гриби здатні виробляти білки, які заморожують воду, що може дати їм змогу проникати в атмосферу і викликати дощ. Тепер вчені розкрили секрет цього процесу, пише Фокус.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Давно відомо, що деякі бактерії мають у своїх клітинних мембранах білки, які дають їм змогу заморожувати воду за відносно високих температур, близько -5 градусів за Цельсієм — процес, відомий як нуклеація льоду. Деякі види грибів також можуть це робити, але набагато менше було відомо про те, як це працює в цьому царстві життя.

За словами співавтора дослідження, мікробіолога з Віргінського політехнічного університету Бориса Вінатцера, у новій роботі вони з колегами хотіли з'ясувати, що лежить в основі цього процесу. Тепер учені вважають, що їм це вдалося: розгадка криється в гені стародавніх бактерій.

Під час дослідження команда вивчила геноми двох штамів грибів сімейства Mortierellaceae, щоб знайти їхній білок, що ініціює утворення льоду. Вчені виявили кілька зачіпок: по-перше, відомо, що білок виділяється в навколишнє середовище, а не прикріплюється до клітин гриба, і приблизно знали його розмір.

Тому команда зосередилася на пошуку генів, що володіють цими характеристиками. Вчені з подивом виявили кандидата, майже ідентичного бактеріальному гену InaZ. Щоб підтвердити свою теорію, вчені провели експеримент: коли команда перенесла цей грибний ген у дріжджову клітину, дріжджі також набули здатності створювати лід. Результати підтвердили, що цей конкретний фрагмент ДНК справді виробляє білки, які ініціюють утворення льоду.

Це свідчить про те, що в якийсь момент у минулому предковий гриб придбав цей ген у своїх бактеріальних сусідів — процес, відомий як горизонтальне перенесення генів. Пізніше гриб зробив ген своїм.

Утім, за словами Вінатцера, все ще не зрозуміло, як саме гриби використовують цю здатність до утворення льоду і яку еволюційну перевагу вона дає. Зазначимо, що бактерії, які володіють білками, що ініціюють утворення льоду, часто вражають рослини, наприклад, Pseudomonas syringae, яка вражає кукурудзу. Вчені вважають, що ці бактерії використовують білки, що утворюють лід, для пошкодження рослини, дозволяючи поживним речовинам просочуватися назовні або бактеріям проникати всередину.

За словами команди, один із грибів, виявлений вченими в лишайнику. Вчені припустили, що білки, які ініціюють утворення льоду, можуть давати змогу грибу витягувати воду з повітря, забезпечуючи таким чином необхідний, але дефіцитний ресурс для лишайника. Передбачається, що вранці, коли висока вологість і низька температура, білки грибів можуть викликати утворення інею на лишайнику, який потім тане і забезпечує водою пізніше протягом усього дня. Але, мабуть, найбільш інтригуючим аспектом цих бактерій і грибів, що утворюють лід, є їхня здатність впливати на погоду, засіваючи хмари і викликаючи дощ.

Автори вважають, що нещодавно виявлені грибні білки можуть бути корисними і для людини. Наразі для штучного викликання дощу використовується токсична хімічна речовина під назвою йодид срібла, але, можливо, її можна замінити нешкідливим органічним білком.

Нагадаємо, раніше ми писали про те, що небезпечні гриби "захоплять" планету до кінця століття: у зоні ризику мільйони людей.

Раніше Фокус писав про те, що вчені навчилися використовувати гриби для створення міцних матеріалів.

Під час написання використовували матеріали Science Advances, Live Science.