Neverovatne gljive mogu da zamrznu vodu: Spektakularno otkriće! S njima moguća modifikacija klime

Mogu li gljive uticati na klimu?

Izgleda da mogu.

Preporučujemo

To je, barem, zaključak međunarodne grupe istraživača koja je otkrila gljivične proteine sposobne da katalizuju formiranje leda na temperaturama malo ispod nule. Istraživanje je objavljeno u žurnalu Science Advances, saopštio je Politehnički institut i državni univerzitet Virdžinije (Virdžinija Tek).

Jedna od potencijalnih primena ovog otkrića mogla bi biti modifikacija klime.

U procesu koji se naziva „sejanje oblaka“ ili „zasejavanje oblaka“ (cloud seeding), u oblake se ispuštaju čestice koje mogu da podstaknu vodu da se pretvori u kristale leda, takozvane nukleatore leda. Kristali leda zatim rastu dok se sve više molekula vode lepi za njih. Efektom „snežne grudve“, ovi kristali postaju teži, padaju ka zemlji, tope se dok prolaze kroz atmosferu i pretvaraju se u kišu.

Tradicionalna čestica koja se koristi za nukleaciju leda je srebro-jodid, koji je veoma toksičan. Istraživači veruju da bi proteinski molekul gljiva mogao da pruži bolju alternativu.

- Ako naučimo kako da jeftino proizvedemo dovoljno ovog gljivičnog proteina, mogli bismo da ga ubacimo u oblake i učinimo sejanje oblaka znatno bezbednijim - rekao je Boris Vinacer, profesor Virdžinija teka.

Grupa je takođe pronašla dokaze da je gen gljive koji kodira protein za nukleaciju leda verovatno preuzet od jedne bakterijske vrste putem procesa poznatog kao horizontalni transfer gena, i to pre najmanje stotine hiljada, ako ne i miliona godina.

- Poznato je da gljive mogu preuzeti gene od bakterija, ali to nije uobičajena pojava. Zato nikada nisam očekivao da ovaj gen gljive ima bakterijsko poreklo – rekao je Vinacer.

Istraživači znaju da su gljive sposobne za nukleaciju leda još od ranih devedesetih godina prošlog veka, naveo je Vinatzer. Međutim, tek nedavno su napredak u sekvenciranju DNK i kompjuterskim naukama omogućili naučnicima da sekvenciraju genome specifične klase gljiva iz porodice Mortierellacae i otkriju gen koji kodira protein za nukleaciju leda.

Iako još ne znaju kako gljive imaju koristi od ovog preuzetog gena, znaju da su one tokom godina vršile modifikacije kako bi ga učinile još efikasnijim. A to se prenosi i na poboljšanje primene za ljudsku korist.

Proteini za nukleaciju leda koje proizvode gljive razlikuju se od onih bakterijskog porekla po tome što su bezćelijski i rastvorljivi u vodi. Ove razlike čine molekule gljiva privlačnijim za bioinspirisane tehnologije zamrzavanja i projektovane modifikacije vremena.

Na primer, u pripremi smrznute hrane, molekul gljive bi bio bezbedniji od bakterijskog jer gljiva samo luči molekul za nukleaciju, dok bi kod bakterijske nukleacije bila potrebna cela bakterijska ćelija.

- To je velika prednost u proizvodnji hrane jer imate samo ovaj jedan jasno definisan protein i možete se osloboditi svega ostalog. Postoji mogućnost da se razvije bezbedan i efikasan aditiv koji pomaže u pripremi smrznute hrane - rekao je Vinacer.

Druga potencijalna upotreba nukleacije leda pomoću gljiva je u krioprezervaciji ćelija kao što su tkiva, spermatozoidi, jajne ćelije i embrioni.

- Dodavanje nukleatora leda iz gljiva, koji je relativno mali molekul, dovodi do toga da se voda oko ćelije zamrzne mnogo ranije pre nego što postane veoma hladno, kako bi se zaštitila osetljiva ćelija unutra. To ne biste mogli da uradite sa bakterijama jer biste morali da dodate čitave bakterijske ćelije - rekao je Vinacer.

Nukleacija leda je takođe važna za klimatske modele, smatra Vinacer. Klimatski modeli predviđaju koliko zračenja oblaci reflektuju nazad u svemir, a koliko stiže do Zemlje. Led u oblacima omogućava da više zračenja prođe do površine planete.

- Sada kada poznajemo ovaj molekul gljiva, biće lakše otkriti koliko se takvih molekula nalazi u oblacima. Dugoročno, ovo istraživanje bi moglo doprineti razvoju boljih klimatskih modela – rekao je Vinacer.

(Telegraf Nauka/Virginia Tech)