I funghi sono davvero strani e impressionanti: possono vivere ovunque, essere velenosi o medicinali e, secondo quanto riferito, trasformare i rifiuti di plastica in ingredienti commestibili. E per quanto riguarda i funghi, alcuni gruppi di funghi possono letteralmente favorire la formazione di ghiaccio.
In un recente Progressi della scienza articolo, i ricercatori descrivono una proteina fungina recentemente identificata che innesca la formazione di ghiaccio a temperature fino a 28,4 gradi Fahrenheit (-2 gradi Celsius). Ovviamente è al di sotto del punto di congelamento dell’acqua, ma in natura il congelamento non è così semplice. Secondo lo studio, la formazione del primo minuscolo seme di ghiaccio, un nucleatore di ghiaccio, richiede energia e il ghiaccio si forma molto lentamente a temperature superiori a -46 gradi C.
Eppure, grazie ai nucleatori del ghiaccio, otteniamo ancora cose come nuvole – microscopiche goccioline d’acqua e cristalli di ghiaccio. Per il nuovo studio, il group ha rintracciato il gene fungino associato alla proteina che innesca il ghiaccio fino a un lontano antenato batterico di milioni di anni fa, secondo un Virginia Tech dichiarazione. È importante sottolineare che la molecola proteica fungina offre un’alternativa non tossica e più efficiente agli attuali approcci all’ingegneria meteorologica, alla produzione alimentare o alla conservazione di cellule e organi.
Produttori di ghiaccio naturali
Da già nel 1974gli scienziati sapevano che alcune specie batteriche agivano come nucleatori del ghiaccio, ovvero catalizzatori che accelerano la formazione di cristalli di ghiaccio in natura. Nel 1990, i ricercatori hanno confermato che anche alcuni funghi erano capaci di questo, come ha spiegato nella dichiarazione Boris A. Vinatzer, coautore dello studio e scienziato ambientale presso la Virginia Tech.
Ma è stato solo con i progressi nel sequenziamento del DNA che gli scienziati hanno potuto studiare i genomi microbici e i relativi meccanismi genetici. E mentre i ricercatori erano riusciti a fare buoni progressi nello studio di questi meccanismi per i batteri, non period stato fatto molto lavoro sull’origine della nucleazione del ghiaccio nelle specie fungine, ha spiegato il group in un articolo dichiarazione dalla Boise State College.
Trovare il grilletto
Per il nuovo studio, i ricercatori hanno studiato un comune fungo del suolo proveniente dal Mortierellacee famiglia, che hanno estratto da campioni di acqua e licheni raccolti durante precedenti spedizioni polari. Il sequenziamento del DNA ha indirizzato il group verso alcuni geni che somigliavano molto a quelli all’interno dei noti nucleatori del ghiaccio batterico: non inauditi, ma comunque rari. Per verificare che fossero sulla strada giusta, i ricercatori hanno piantato queste proteine su altri lieviti e batteri, che in effetti manifestavano capacità di produzione del ghiaccio precedentemente inesistenti.
Ancora più notevole è stato il fatto che, dopo ulteriori analisi, il fungo non stava semplicemente copiando un antenato batterico. Invece, aveva “adottato un tratto altamente efficace dei batteri e lo aveva adattato alle loro esigenze fisiologiche”, ha osservato il group nella dichiarazione.
“È un po’ lo stesso eppure diverso”, ha spiegato Rosemary Eufemio, autrice principale dello studio e biochimica alla Boise State College. “I funghi utilizzano la stessa architettura di sequenze ripetitive dei batteri per i loro siti di formazione del ghiaccio, ma li hanno resi più solubili e stabili, il che probabilmente avvantaggia la loro funzione ecologica”.
Miracolo Mortierellacee
Lo studio ha chiare implicazioni per la scienza del clima. Innanzitutto, i funghi campionati in questo studio sono funghi del suolo relativamente comuni, il che significa che probabilmente stiamo sottovalutando quanto contribuiscono alla formazione di ghiaccio nell’atmosfera. Secondo gli Stati Uniti, le origini naturali dei funghi li rendono anche un’alternativa non tossica allo ioduro d’argento, la particella utilizzata per la semina delle nuvole negli ultimi 80 anni. Ufficio per la responsabilità governativa.
Ma il group vede anche che i nucleatori di ghiaccio fungino guidano “l’innovazione evolutiva all’interfaccia tra biologia e fisica”, si legge nell’articolo. Gli esperimenti hanno rivelato che i funghi rimanevano attivi a basse concentrazioni e in condizioni difficili. Ciò potrebbe renderli estremamente utili per le tecnologie di congelamento bioispirate e per le modifiche ingegnerizzate dell’acqua, rifletteva Vinatzer, a differenza dei “batteri, perché dovresti aggiungere intere cellule batteriche”.
“Ora che conosciamo questa molecola fungina, diventerà più facile scoprire quante di queste molecole si trovano nelle nuvole”, ha detto Vinatzer. “E nel lungo termine, questa ricerca potrebbe contribuire allo sviluppo di modelli climatici migliori”.
