batrachospermum (batrachospermum) wrote,
batrachospermum
batrachospermum

Categories:

Облачно, возможны осадки с бактериями

Круговорот воды в природе, наверно, одна из наиболее известных и понятных с детства каждому тем. Но можно ли было вообразить, что все это время мы упускали нечто невидимое? Готовы ли вы принять, что будет ли дождь, снег или вёдро – все это устанавливали в течение миллионов лет не боги, но… бактерии?


Иллюстрация: Oliver Munday

Для образования снежинок или капель внутри облака необходимы мельчайшие частицы, способные послужить ядрами конденсации, – вокруг них начнут укладываться молекулы воды, переходя в твердую, реже в жидкую фазы. Ледяные кристаллы растут быстрее капель, поэтому дождь обычно начинается как снег, который тает по мере приближения к земле, даже в тропиках. Роль ядер конденсации выполняют обычно пыль, сажа или крупные молекулы, поднятые с земли, но также снежинки могут расти вокруг белков, выделяемых бактериями. При этом бактерии, конечно, находятся совсем рядом, и чем больше белка, тем скорее осадки вместе с бактериями окажутся на твердой почве или растениях.

Белки INA (ice nucleation active) были открыты в 1970-х годах у бактерии Pseudomonas syringae, опасного фитопатогена. Бактерии выделяют эти белки на поверхность растения, вокруг белков формируются кристаллики льда, прокалывающие клеточные стенки, и злодейки получают доступ к питательному содержимому клеток. Но, как оказалось, подобные белки встречаются не только у патогенов, но и у нейтральных видов микробов и грибов.

Микроорганизмы, живущие в верхних слоях почвы или на поверхности растений, легко поднимаются в воздух с порывом ветра и могут перелетать даже с континента на континент – своеобразный чих с одного полушария на другое. Бактерии и грибы могут также подниматься с воздушными потоками на несколько километров вверх. Но как спуститься, пока солнечная радиация не разрушила ценную ДНК? Здесь и помогут формирующие лед белки. Ускоряя образование осадков, бактерии и грибы быстрее оказываются в благоприятных для роста условиях. Таким образом, эволюционно выигрывают те, кто несет в себе белки типа INA.

Очень интересен вопрос, какой процесс был первичен: паразитизм на растениях или воздушные перелеты. И недавно ученые рассчитали, что гены белков INA появились примерно 1,75 млрд лет назад, задолго до возникновения наземных растений, поэтому, возможно, уже тогда они предназначались для распространения микроорганизмов по Земле.

Насчет процентного соотношения дождей, вызванных белками бактерий и пылью или другой неживой материей, однозначного вывода нет. В исследовании 2014 года среди 90 образцов дождя и снега, выпавших на Францию, 25 содержали хорошо изученную бактерию P. syringae, но, разумеется, там были и другие микроорганизмы. Быть может, над тропическими лесами дожди идут так часто благодаря высокой скорости перемещения бактерий с теплыми потоками воздуха наверх и их возвращения в каплях.

Как повлияет на погоду высадка новых сельскохозяйственных культур или вырубка леса? Возможно, любое даже небольшое изменение приводит к переменам во всей атмосфере. Но пусть с этой сложной системой разбираются ученые, нас же больше волнует ловля ртом снежинок и дождинок. Теперь мы знаем: там бактерии. Нужно это осмыслить.

Текст: Кира Кондратьева. По материалам: The New York Times
Tags: Земля, микробы
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 7 comments