Naukowcy ustalili, że wybrane grzyby z rodziny Mortierellaceae produkują białka, które ułatwiają powstawanie lodu. Drobiny biologicznej materii unoszone przez wiatr mogą trafiać do chmur, a tam stawać się czymś w rodzaju punktu zaczepienia dla przechłodzonej wody. Bez takiego impulsu woda potrafi pozostawać cieczą nawet poniżej zera. Z odpowiednim białkiem kryształ lodu startuje łatwiej, a od tego w chmurach może zależeć dalszy ciąg: wzrost cząstek, opadanie, deszcz albo śnieg.
Grzybnia nie kończy się tam, gdzie zaczyna się powietrze
Grzyby prowadzą życie w większości poza kadrem. Owocnik jest tylko widoczną częścią organizmu, czymś jak jabłko wobec całego drzewa. Prawdziwa robota odbywa się w glebie, martwym drewnie, resztkach roślin, korzeniach i cienkich nitkach grzybni. To tam grzyby rozkładają materię organiczną, współpracują z roślinami i utrzymują w ruchu ogromny recykling składników odżywczych.
Ale grzyby nie siedzą spokojnie pod stopami. Produkują zarodniki, a te potrafią podróżować z wiatrem naprawdę daleko. Dla alergików to powód do narzekania, dla meteorologów i chemików atmosfery – materiał do bardzo ciekawych pytań. Bo zarodnik nie jest tylko biologiczną drobiną. W odpowiednich warunkach może stać się powierzchnią, na której para wodna zaczyna kondensować albo zamarzać.
Chmura nie jest jednorodną watą z wody. To chaotyczna mieszanina kropelek, kryształków lodu, pary wodnej i aerozoli. W tym tłumie liczą się drobiazgi: pył mineralny, sól morska, sadza, bakterie, pyłki, fragmenty roślin i właśnie zarodniki grzybów. Każda taka cząstka może trochę zmienić zachowanie wody. Nie zawsze, nie wszędzie i nie w pojedynkę, ale wystarczająco często, by naukowcy traktowali ten temat poważnie.
Wydaje się, że zamarzanie to najprostsza rzecz pod słońcem: robi się zimno, woda zmienia się w lód. W atmosferze nie jest tak grzecznie. Czysta woda może pozostawać ciekła poniżej 0 st. C, jeśli brakuje jej miejsca, od którego zacznie budować kryształ. Potrzebuje zalążka, czegoś, co ułoży cząsteczki we właściwy porządek.
Tak działają białka nukleujące lód. Można je porównać do foremki, która podpowiada wodzie, jak ma się ułożyć. Nie tworzą burzy same z siebie, ale obniżają próg, od którego zaczyna się formowanie lodu. W chmurach mieszanych, gdzie obok kropelek wody występują kryształki lodu, taki proces ma spore znaczenie. Kryształki mogą rosnąć, opadać i uruchamiać kolejne etapy prowadzące do opadu.
U bakterii ta zdolność jest znana od dawna. Szczególnie często przywołuje się Pseudomonas syringae, bakterię związaną z roślinami, która potrafi sprzyjać powstawaniu lodu na ich powierzchni. Dla liści może to oznaczać uszkodzenia mrozowe. Dla chmur podobny mechanizm staje się częścią większej atmosferycznej układanki. Grzyby z rodziny Mortierellaceae dopisują do niej nowy, bardzo ciekawy rozdział.
Badacze znaleźli u grzybów sekwencje podobne do bakteryjnego genu InaZ. To sugeruje horyzontalny transfer genów, czyli sytuację, w której organizm nie dziedziczy genu po przodkach w prostej linii, ale przejmuje go od innego organizmu. W świecie mikroorganizmów takie genetyczne pożyczki są mniej egzotyczne, niż podpowiada szkolna biologia.
W praktyce wygląda to tak, jakby grzyb dostał od bakterii instrukcję budowy białka pomagającego wodzie zamarzać, a potem dopasował ją do własnego sposobu życia. Natura nie ma oporów przed przerabianiem cudzych rozwiązań. Jeśli coś działa, może zostać zachowane, poprawione i użyte w innym kontekście. Ewolucja rzadko przypomina czysty projekt od zera. Częściej jest warsztatem, w którym stare części trafiają do nowych maszyn.
Czy od grzybów naprawdę zależy deszcz?
Grzyby nie są pilotem do pogody. Nie wystarczy więcej zarodników w lesie, żeby po południu spadł deszcz. Atmosfera działa znacznie bardziej kapryśnie. Liczy się wilgotność, temperatura, typ chmury, ruch powietrza, obecność innych aerozoli, wysokość i mnóstwo lokalnych warunków.
Ale to nie znaczy, że rola grzybów jest tylko ciekawostką. W niektórych regionach biologiczne cząstki mogą być ważnym źródłem jąder lodowych. Szczególnie tam, gdzie powietrze jest stosunkowo czyste, a wokół dominują lasy, torfowiska albo gleby bogate w życie mikrobiologiczne. W takich miejscach zarodniki mogą mieć większy udział w procesach chmurowych niż w mocno zanieczyszczonym powietrzu, gdzie do gry wchodzi mnóstwo pyłu i sadzy.
To przesuwa sposób myślenia o pogodzie. Deszcz nie jest tylko sprawą frontów atmosferycznych, ciśnienia i temperatury. To także kwestia mikroskopijnych powierzchni, na których woda może zacząć zmieniać stan skupienia. Czasem taką powierzchnią jest pył pustynny, czasem sól morska, a czasem drobina pochodząca z organizmu, który jeszcze niedawno rósł w ziemi albo na martwym liściu.
Źródła: Live Sciecne
