Гриби-маніпулятори: як лісові мікроорганізми керують дощами через «викрадені» гени

Дослідження розкрило існування замкненого біопреципітаційного циклу, в якому мікроби з лісової підстилки фактично «замовляють» дощ для власного росту. Виявилося, що гриби родини Mortierellaceae секретують особливі білки нуклеації льоду, які здатні перетворювати переохолоджену вологу в хмарах на кристали льоду навіть за температури вище –5°C, що значно ефективніше за більшість природних аналогів.

Про це повідомляє ScienceAlert з посиланням на результати дослідження в журналі Science Advances.

Генетичний аналіз показав, що ця надзвичайна здатність не є продуктом самостійної еволюції грибів. Мільйони років тому вони «запозичили» необхідні інструкції у бактерій через горизонтальний перенос генів — процес еволюційного копіювання ДНК між різними видами. Проте гриби вдосконалили цей механізм: на відміну від бактерій, чиї білки залишаються на оболонці клітини, грибні сполуки є водорозчинними та значно легшими, що дозволяє їм безперешкодно підніматися в небо разом із висхідними потоками повітря та пилом.

Для самих грибів така маніпуляція атмосферою має цілком прагматичні цілі. Окрім безпосереднього зволоження ґрунту для розростання грибниці, ці білки допомагають спорам подорожувати на великі відстані, використовуючи хмари як безкоштовний транспорт. Водночас на землі ці сполуки захищають міцелій від агресивного впливу морозу, перерозподіляючи вологу таким чином, щоб кристалізація не пошкоджувала живу тканину.

Це відкриття має критичне значення для розуміння глобальних кліматичних змін. Виявляється, що вирубка лісів знищує не лише дерева, а й складну підземну систему, яка відповідає за формування регіональних опадів. Якщо грибне джерело білків зникає, хмари над цією територією можуть просто не «спрацювати», що призводить до посухи.

З практичної точки зору, відкриття пропонує екологічну альтернативу штучному засіванню хмар. Замість використання важких металів, як-от йодид срібла, країни зможуть застосовувати біорозкладані грибні білки для виклику дощу. Крім того, ці напрацювання обіцяють революцію в агросекторі для захисту врожаю від заморозків та в харчовій промисловості для вдосконалення технологій швидкого заморожування продуктів.

Нагадаємо, завдяки технологіям редагування генів дослідники вивели понад 20 видів рослин, які випромінюють м’яке світло без жодної потреби в електриці. Серед перших зразків — соняшники, орхідеї та хризантеми, які вже готові стати частиною майбутніх туристичних та урбаністичних проєктів.

4 поширені рослини, які можуть пошкодити сад та будинок