2970
Виявляється, щоб піти дощу, хмарам потрібна «затравка» — і нею можуть бути гриби з лісового ґрунту. У новому дослідженні, про яке повідомляє ScienceAlert з посиланням на статтю у Science Advances, вчені виявили, що крихітні ґрунтові гриби виділяють у довкілля особливі білки нуклеації льоду (INpros), здатні досягти хмар і змусити краплі замерзнути — а отже, почати падати як дощ. Ще дивовижнішим є те, як гриби отримали цю здатність: мільйони років тому вони вкрали відповідний ген у бактерій.
Що відомо коротко
- : Science Advances (2026). Автор огляду: Діана Р. Андраде-Лінарес, Університет Лімеріка.
- Джерело: нові дані про грибні INpros у Mortierella та Fusarium (родина Mortierellaceae).
- На відміну від бактеріальних INpros (які залишаються на клітинній «шкірі»), грибні виділяються в ґрунт — водорозчинні, менші за розміром і ефективніші як затравка льоду.
- Навіть при температурі вище –5°C ці білки можуть ініціювати кристалізацію води.
- Гриби набули гена нуклеації льоду через горизонтальний перенос генів від бактерій.
- Розкрито замкнений біопреципітаційний цикл: ґрунт → атмосфера → дощ → ґрунт.
Що це за явище
Щоб з хмари пішов дощ, супер охолодженій воді (рідкій при температурах нижче 0°C) потрібна частинка-затравка, навколо якої почнуть формуватися кристали льоду. Пил, сажа і сіль можуть виконувати цю роль, але вимагають дуже низьких температур. Бактерії на кшталт Pseudomonas syringae здатні робити це ефективніше — ще з 1980-х відомо, що вони мають INpros, які «запускають» замерзання при –2°C.
Нове відкриття показало, що ґрунтові гриби грають у цій грі ще більшу роль. Так само як гриби Ophiocordyceps маніпулюють поведінкою мурах, ці мікроорганізми «маніпулюють» атмосферою — хоча і значно мирнішим способом.
Деталі відкриття
Дослідники виявили, що гриби родини Mortierellaceae секретують INpros безпосередньо в навколишній ґрунт. Ці білки є водорозчинними і меншими за розміром, ніж бактеріальні аналоги — а отже, легко піднімаються в повітря разом з пилом і потоками повітря.
Генетичний аналіз розкрив вражаючу деталь: гриби не еволюціонували цю здатність самостійно. Вони «скопіювали» ген нуклеації льоду від бактерій через горизонтальний перенос генів — процес, коли мікроорганізми обмінюються фрагментами ДНК між собою поза статевим розмноженням. Це свого роду еволюційний «copy-paste», завдяки якому гриби стали навіть ефективнішими за бактерій.
Крім ініціації дощу, ці білки дають грибам і прямі переваги: вони захищають грибницю від пошкоджень морозом, спрямовують вологу до міцелію і навіть допомагають грибним спорам «автостопом» мандрувати в хмарах до нових місць проживання.
Що показали нові спостереження
Вчені описали замкнений біопреципітаційний цикл між лісом і небом:
Гриби ростуть у вологому ґрунті → 
Вітер підіймає їхні INpros в атмосферу → 
Білки ініціюють кристалізацію в хмарах → 
Падає дощ → Зволожений ґрунт стимулює ріст нових грибів.
Цей цикл означає, що вирубка лісів може безпосередньо скорочувати регіональні опади — не лише через втрату транспірації дерев, але й через знищення грибних джерел атмосферних INpros. Так само, як гриби підтримують «електричний зв’язок» між деревами після дощу, вони ще й активно формують умови, за яких цей дощ взагалі випадає.
Чому це важливо для науки
Відкриття перевертає традиційне уявлення про те, що атмосферна фізика і наземні екосистеми — це розділені системи. Насправді, живі організми в ґрунті є активними учасниками клімату.
Практичне застосування є негайним. Багато країн вже практикують штучне засіяння хмар — ОАЕ, Китай, частини США. Але традиційний метод використовує йодид срібла — важкий метал, що накопичується в довкіллі. Грибні INpros пропонують природну, біорозкладану альтернативу. Крім того, їх можна застосовувати для захисту рослин від морозу, для виробництва снігу на гірськолижних схилах та навіть для покращення якості заморожених продуктів.
Цікаві факти
Горизонтальний перенос генів — звична практика для мікробів. За оцінками вчених, від 8 до 25% бактеріальних генів могли бути «запозичені» в інших видів. Але знайти такий перенос у грибів — значно рідкісніше явище. Цей конкретний випадок є яскравим прикладом того, як навіть еукаріоти використовують «еволюційне піратство».- Чисту воду можна охолодити до –40°C, перш ніж вона замерзне без затравки — явище, відоме як переохолодження. Саме тому хмари на великій висоті залишаються рідкими навіть при морозах. Більшість природних опадів починається як сніг або крига, яка тане під час падіння.
Загальний обсяг грибного міцелію на Землі настільки великий, що якби з’єднати всі ниті в одну лінію, вона могла б обмотати Землю мільярди разів. Тільки в одній чайній ложці лісового ґрунту міститься сотні метрів міцеліальних ниток. Це робить гриби одним з наймасовіших виробників INpros на планеті.
Механізм захисту від морозу через INpros є парадоксальним: змушуючи воду замерзнути раніше, гриби роблять процес поступовим і контрольованим. При цьому виділяється крихітна кількість тепла (прихована теплота кристалізації), яка діє як «теплова ковдра» для грибниці — захищаючи від різкого термічного шоку. Джерело: Science Advances, 2026.
FAQ
Чи можуть ці гриби надто сильно «затопити» регіон, якщо їх стане дуже багато? Це малоймовірно: кількість INpros, що досягають хмар, залежить від вітру, вологості та висоти — складної системи з природними обмеженнями. Гриби лише збільшують ймовірність опадів у вже вологих умовах, а не «створюють» дощ з нічого.
Яким чином вирубка лісів може впливати на дощі через цей механізм? Знищення лісів прибирає з ґрунту основне джерело грибних INpros. Менше білків в атмосфері → хмарам важче «засіятися» → менше опадів у регіоні. Це може посилювати ефект посухи, вже пов’язаний із вирубкою.
Чи можна вирощувати ці гриби для штучного засіяння хмар? Теоретично — так. Дослідники бачать у цьому перспективу: на відміну від йодиду срібла, грибні INpros є біорозкладаними і не накопичуються в екосистемі. Але до практичного застосування потрібні ще роки випробувань.
Мікроби в ґрунті вміють «витягувати» дощ з хмар — Science з’явилася спочатку на Цікавості.
