Грибы умеют вызывать дождь

Одноклеточные грибы из семейства Mortierellaceae производят белок, замораживающий воду при минус 5 градусах Цельсия. Попадая в облака, эти частицы становятся центрами кристаллизации и запускают осадки

Микробиолог Виргинского технологического университета Борис Винацер и его коллеги несколько лет пытались понять механизм, который позволял некоторым грибам замораживать воду при относительно высоких температурах — около минус 5 градусов Цельсия. Бактерии с такой способностью известны давно. Грибы — нет.

Исследователи изучили геномы двух штаммов грибов семейства Mortierellaceae и нашли в них ген, почти идентичный бактериальному InaZ. Когда этот грибной ген перенесли в дрожжевую клетку, дрожжи тоже начали создавать лёд.

Вывод, который сделала группа Винацера, был однозначен: грибы получили этот ген от древних бактерий. Процесс называется горизонтальным переносом генов — когда организм заимствует генетический материал не от родителя, а от соседа. Произошло это миллионы лет назад. Ген прижился и работает до сих пор.

Как гриб охлаждает планету

Белок, который производят грибы, растворяется в воде. Одна молекула белка может служить центром кристаллизации. В лабораторных условиях этого достаточно, чтобы заморозить каплю.

В природе грибы выделяют эти белки в окружающую среду — на поверхность листьев, почвы, камней. Ветром и испарением микроскопические частицы поднимаются в атмосферу. Там, в облаках, при минусовой температуре белок запускает образование ледяных кристаллов. Кристаллы растут, тяжелеют и падают вниз дождём или снегом.

По оценке Винацера, грибных белков в атмосфере может быть больше, чем бактериальных. Каждый гриб выделяет их в огромных количествах. Это означает, что грибы могут играть в формировании погоды более значительную роль, чем бактерии.

Зачем грибу дождь

Ответа на этот вопрос у учёных пока нет. Бактерии, обладающие аналогичными белками, используют их для атаки на растения. Лёд повреждает клеточные стенки, и бактерии проникают внутрь. Грибы из Mortierellaceae не паразитируют на растениях.

Один из исследованных штаммов был выделен из лишайника — симбиотического организма, состоящего из гриба и водоросли. Винацер предполагает: гриб использует ледообразующий белок для добычи воды. Влажным утром при низкой температуре белок создаёт иней на поверхности лишайника. Днём иней тает, и гриб получает воду.

Но это только гипотеза.

Практический выход

Облачные сущности — процесс искусственного вызывания осадков — сегодня используют йодид серебра. Токсичный химикат распыляют в облаках для создания центров кристаллизации. Грибной белок, по мнению Винацера, может стать безвредной альтернативой. Он делает то же самое, но не отравляет окружающую среду.

Остаётся открытым вопрос: если грибы способны влиять на погоду, кто ещё из живых организмов обладает этим даром и почему наука узнала об этом только сейчас. Генетический материал, украденный у бактерий миллионы лет назад, продолжает работать, вызывая дожди над лесами, полями и городами. Люди пользуются результатами этого процесса каждый раз, когда попадают под грибной дождь.