راز باران در دل خاک؛ قارچ‌هایی که ابرها را باردار می‌کنند

پژوهش جدید نشان می‌دهد که قارچ‌های ریز موجود در خاک، با استفاده از پروتئین‌های خاص خود، می‌توانند به ابرها برسند و باران را پایین بکشند. این کشف می‌تواند درک ما از ارتباط بین حیات روی زمین و آب‌وهوا را متحول کند و راه را برای جایگزین‌های طبیعی به جای روش‌های مصنوعی بارورسازی ابرها هموار کند.

 وبگاه سایِنس اَلِرت در گزارشی آورده است: برای درک اینکه چگونه یک میکروب می‌تواند طوفان را کنترل کند، ابتدا باید ببینیم ابرها چگونه به باران تبدیل می‌شوند. در لایه‌های بالایی جَو، آب همیشه در دمای صفر درجه یخ نمی‌زند. دمای هوا در ارتفاع ابرها معمولاً بسیار پایین‌تر است، اما آب خالص می‌تواند تا دمای منفی ۴۰ درجه سانتی‌گراد هم مایع بماند.

بیشتر باران‌ها در آسمان به صورت یخ شروع و در مسیر پایین، ذوب می‌شوند و به باران تبدیل می‌گردند. ابرها پر از قطرات آبی هستند که از صفر درجه هم سردترند، اما هنوز یخ نزده‌اند (آب فوق سرد) چون چیزی برای چسبیدن به آن ندارند. برای اینکه ابر به باران یا برف تبدیل شود، به یک دانه نیاز دارد؛ یک ذره ریز که مولکول‌های آب بتوانند به آن بچسبند و سپس به شکل یخ درآیند و از ابر پایین بیفتند.

گردوغبار، دوده و نمک می‌توانند این کار را انجام دهند، اما معمولاً به دمای بسیار پایین‌تری نیاز دارند. اینجاست که موجودات زنده وارد میدان می‌شوند.

قارچ‌هایی که باران می‌سازند

دهه‌هاست که دانشمندان از پروتئین‌های خاصی در برخی باکتری‌ها خبر دارند. این باکتری‌ها از برگ گیاهان به ابرها سفر می‌کنند و با استفاده از پروتئین‌های خود، آب را در دمای منفی ۲ درجه سانتی‌گراد مجبور به یخ‌زدن می‌کنند.

اما کشف اخیر که در مجله سایِنس اَدوَنسِز/ Science Advances منتشر شده، نقش پروتئین‌های یخ‌ساز قارچی را در این فرآیند فاش کرده است. باکتری‌ها پروتئین‌های خود را روی سطح خود نگه می‌دارند، اما قارچ‌ها این پروتئین‌ها را در خاک اطراف خود آزاد می‌کنند. این پروتئین‌ها در آب حل می‌شوند و بسیار مؤثرتر از پروتئین‌های باکتریایی عمل می‌کنند.

ساخت باران؛ یک چرخه جادویی

تصور کنید کف یک جنگل پوشیده از چنین قارچ‌هایی است. با وزش باد، پروتئین‌های میکروسکوپی آن‌ها به هوا پرتاب می‌شوند و وارد ابرها می‌گردند. سپس این پروتئین‌ها به‌عنوان دانه عمل می‌کنند.

این پروتئین‌های قارچی حتی در ابرهای نسبتاً گرم (بالای منفی ۵ درجه)، می‌توانند آب را مجبور به یخ‌زدن کنند. هنگامی که این بلورهای یخ سنگین می‌شوند، از ابر پایین می‌افتند. در مسیر سقوط، با عبور از هوای گرم‌تر، ذوب شده و به باران تبدیل می‌شوند.

این یک چرخه طبیعی ایجاد می‌کند: قارچ‌ها در خاک رشد می‌کنند، پروتئین‌هایشان به آسمان می‌رود، باران می‌بارد و به رشد بیشتر قارچ‌ها کمک می‌کند.

برخلاف باکتری‌ها که از یخ برای آسیب‌زدن به گیاهان استفاده می‌کنند، این قارچ‌ها شرکای صلح‌آمیز گیاهان هستند. آن‌ها به دنبال تخریب نیستند، بلکه با ترشح پروتئین‌های خود، یک سپر محافظ در برابر شرایط سخت ایجاد می‌کنند.

چگونه قارچ‌ها این توانایی را به‌دست آوردند؟

پژوهش جدید نشان داد که قارچ‌ها میلیون‌ها سال پیش، این توانایی را از طریق انتقال افقی ژن از باکتری‌ها دریافت کردند. در حالی که بیشتر موجودات فقط ژن‌های خود را از والدین به ارث می‌برند، میکروب‌ها می‌توانند بخش‌هایی از اطلاعات ژنتیکی (دی‌اِن‌اِی) را با همسایگان خود مبادله کنند.

این قارچ‌ها در مقایسه با باکتری‌ها خیلی بهتر یخ می‌سازند، چون پروتئین‌های خود را در محیط رها می‌کنند. این پروتئین‌ها فوق‌العاده مقاوم هستند؛ می‌توانند به جویبارها بروند، خشک شوند و دوباره توسط باد به آسمان بروند.

چرا این کشف مهم است؟

این کشف می‌تواند نگاه پژوهشگران را به حفاظت از محیط‌زیست عوض کند. اگر همه درختان یک جنگل را قطع کنیم، نه تنها درختان را از دست داده‌ایم، بلکه ممکن است یک چرخه طبیعی که باران منطقه‌ای ایجاد می‌کند را قطع کنیم.

در مواجهه با تغییرات اقلیمی و خشکسالی‌های مکرر، درک این پروتئین‌های قارچی حیاتی است. ممکن است روزی از این پروتئین‌های طبیعی برای بارورسازی ابرها استفاده کنیم.

بسیاری از کشورها در حال حاضر برنامه‌های بارورسازی ابرها دارند، اما این روش‌ها به فلزات سنگین متکی هستند که می‌توانند در محیط‌زیست باقی بمانند در صورتی که پروتئین‌های قارچی یک جایگزین طبیعی و تجزیه‌پذیر ارائه می‌دهند.

دفعه بعد که در یک باران ناگهانی گرفتار شدید، یک نفس عمیق بکشید. بوی باران ممکن است همان بوی این موجودات کوچک باشد که به ابرها می‌گویند وقت باریدن است.

منبع: ایرنا