Грибы-манипуляторы: как лесные микроорганизмы управляют дождями из-за «украденных» генов

Исследование раскрыло существование замкнутого биопреципитационного цикла, в котором бактерии из лесной подстилки практически «заказывают» дождик для своего роста. Оказалось, что грибы семейства Mortierellaceae секретируют особые белки нуклеации льда, которые способны превращать переохлажденную влагу в облаках в кристаллы льда даже при температуре выше –5°C, что значительно эффективнее большинства природных аналогов.

Об этом сообщает ScienceAlert со ссылкой на результаты исследования в журнале Science Advances.

Генетический анализ показал, что эта поразительная способность не является продуктом самостоятельной эволюции грибов. Миллионы лет назад они "заимствовали" необходимые инструкции у бактерий из-за горизонтального переноса генов - процесс эволюционного копирования ДНК между разными видами. Однако грибы усовершенствовали этот механизм: в отличие от бактерий, чьи белки остаются на оболочке клетки, грибные соединения водорастворимы и значительно легче, что позволяет им беспрепятственно подниматься в небо вместе с восходящими потоками воздуха и пылью.

Для самих грибов такая манипуляция атмосферой имеет целиком прагматические цели. Кроме непосредственного увлажнения почвы для разрастания грибницы, эти белки помогают спорам путешествовать на большие расстояния, используя облака как бесплатный транспорт. В то же время на земле эти соединения защищают мицелий от агрессивного воздействия мороза, перераспределяя влагу таким образом, чтобы кристаллизация не повреждала живую ткань.

Это открытие имеет критическое значение для понимания глобальных климатических изменений. Вырубка лесов уничтожает не только деревья, но и сложную подземную систему, отвечающую за формирование региональных осадков. Если грибной источник белков исчезает, облака над этой территорией могут просто не сработать, что приводит к засухе.

С практической точки зрения открытие предлагает экологическую альтернативу искусственному засеванию облаков. Вместо использования тяжелых металлов, таких как йодид серебра, страны смогут применять биоразлагаемые грибные белки для вызова дождя. Кроме того, эти наработки обещают революцию в агросекторе для защиты урожая от заморозков и в пищевой промышленности для усовершенствования технологий быстрой заморозки продуктов.

Напомним, благодаря технологиям редактирования генов исследователи вывели более 20 видов растений, излучающих мягкий свет без нужды в электричестве. Среди первых образцов подсолнечники, орхидеи и хризантемы, которые уже готовы стать частью будущих туристических и урбанистических проектов.