Mogu li gljive utjecati na klimu?
Izgleda da mogu.
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 časopisu Science Advances, saopćio je Politehnički institut i državni univerzitet Virginia Tech.
Jedna od potencijalnih primjena ovog otkrića mogla bi biti modifikacija klime.
U procesu koji se naziva „zasijavanje oblaka“ (cloud seeding), u oblake se ispuštaju čestice koje mogu podstaći vodu da se pretvori u kristale leda, takozvane nukleatore leda. Kristali leda zatim rastu dok se sve više molekula vode lijepi za njih. Efektom „snježne grudve“, ovi kristali postaju teži, padaju prema 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 vjeruju da bi proteinski molekul gljiva mogao pružiti bolju alternativu.
"Ako naučimo kako da jeftino proizvedemo dovoljno ovog gljivičnog proteina, mogli bismo ga ubaciti u oblake i učiniti zasijavanje oblaka znatno sigurnijim", rekao je Boris Vinacer, profesor na Virginia Techu.
Grupa je također pronašla dokaze da je gen gljive koji kodira protein za nukleaciju leda vjerovatno preuzet od jedne bakterijske vrste putem procesa poznatog kao horizontalni transfer gena, i to prije 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 porijeklo", rekao je Vinacer.
Istraživači znaju da su gljive sposobne za nukleaciju leda još od ranih devedesetih godina prošlog vijeka, naveo je Vinacer. Međutim, tek nedavno su napredak u sekvenciranju DNK i kompjuterskim naukama omogućili naučnicima da sekvenciraju genome specifične klase gljiva iz porodice Mortierellaceae i otkriju gen koji kodira protein za nukleaciju leda.
Iako još ne znaju kako gljive imaju koristi od ovog preuzetog gena, poznato je da su ga tokom vremena dodatno prilagođavale kako bi ga učinile još efikasnijim. To se odražava i na njegovu potencijalnu primjenu u korist ljudi.
Proteini za nukleaciju leda koje proizvode gljive razlikuju se od onih bakterijskog porijekla po tome što su bezćelijski i rastvorljivi u vodi. Ove razlike čine molekule gljiva privlačnijim za bioinspirisane tehnologije zamrzavanja i kontrolisane modifikacije vremena.
Na primjer, u pripremi smrznute hrane, molekul gljive bio bi sigurniji od bakterijskog, jer gljiva luči samo molekul za nukleaciju, dok bi kod bakterija bila potrebna cijela ćelija.
"To je velika prednost u proizvodnji hrane jer imate samo ovaj jedan jasno definisan protein i možete se riješiti svega ostalog. Postoji mogućnost razvoja sigurnog i efikasnog aditiva koji pomaže u pripremi smrznute hrane", rekao je Vinacer.
Druga potencijalna primjena nukleacije leda pomoću gljiva je u krioprezervaciji ćelija, poput tkiva, spermatozoida, jajnih ćelija i embriona.
"Dodavanje nukleatora leda iz gljiva, koji je relativno mali molekul, omogućava da se voda oko ćelije zamrzne mnogo ranije, prije nego što postane ekstremno hladno, kako bi se zaštitila osjetljiva ćelija unutra. To ne biste mogli uraditi s bakterijama jer biste morali dodati cijele bakterijske ćelije", rekao je Vinacer.
Nukleacija leda je također važna za klimatske modele. Oni predviđaju koliko zračenja oblaci reflektuju nazad u svemir, a koliko ga stiže do Zemlje. Led u oblacima omogućava da više zračenja dopre do površine planete.
"Sada kada poznajemo ovaj molekul gljiva, bit će lakše utvrditi koliko se takvih molekula nalazi u oblacima. Dugoročno, ovo istraživanje moglo bi doprinijeti razvoju preciznijih klimatskih modela", zaključio je Vinacer.