Según un estudio reciente, pequeños organismos terrestres (bacterias y hongos) tienen un “superpoder” que les permite llegar a la atmósfera y arrastrar la lluvia.
Para entender cómo un microbio puede controlar una tormenta, primero debemos observar cómo las nubes se convierten en lluvia. En lo alto de la atmósfera, el agua no siempre se congela a 0 °C. Las temperaturas suelen ser mucho más bajas al nivel de las nubes, pero el agua pura puede permanecer líquida hasta los escalofriantes -40 °C.
La mayor parte de la lluvia comienza como hielo. En la atmósfera, las nubes están llenas de agua “sobreenfriada”, un líquido que está más frío que el punto de congelación pero que aún no se ha convertido en hielo porque no tiene nada a qué retenerse.
Para que una nube se convierta en lluvia o nieve, necesita una “semilla”, una pequeña partícula a la que se agarran las moléculas de agua para cristalizar en hielo y luego caer de las nubes en forma de lluvia.
El polvo, el hollín y la sal, arrastrados hacia las nubes por el viento, pueden hacer esto, pero no son muy buenos en eso. Por lo general, requieren que la temperatura baje significativamente antes de comenzar a funcionar. Aquí es donde la biología entra en escena.
Conozca a los fabricantes de hielo
Durante décadas, los científicos conocen las proteínas nucleadoras de hielo (INpros) que se encuentran en ciertas bacterias como Pseudomonas syringae. Las bacterias viajan desde las hojas de las plantas hasta las nubes para provocar la lluvia. Utilizan proteínas especiales para forzar que el agua se congele a temperaturas de hasta -2 °C.
Sin embargo, el reciente descubrimiento publicado en la revista Science Advances ha revelado un nuevo jugador en el juego climático: los hongos INpros.
Mientras que las bacterias mantienen sus proteínas productoras de hielo escondidas en su “piel”, los hongos (principalmente Fusarium y Mortierella) secretan estas proteínas en el suelo que las rodea.
Su estructura hace que estas proteínas fúngicas sean solubles en agua y más pequeñas que las bacterianas, y con una alta actividad de siembra de hielo, lo que las hace más efectivas como semillas de nubes.
haciendo llover
Esto nos lleva al ciclo de bioprecipitación. Imagínese el suelo de un bosque cubierto de estos hongos. A medida que se levanta el viento, sus proteínas microscópicas productoras de hielo se lanzan a las nubes. Una vez allí, actúan como poderosas “semillas”.
Incluso en nubes relativamente cálidas (por encima de -5°C), estas proteínas fúngicas pueden obligar al agua a cristalizarse en hielo. A medida que estos cristales de hielo crecen, se vuelven pesados y caen. A medida que caen a través del aire más cálido, se derriten y se convierten en lluvia.
Esto crea un bucle:
los hongos crecen en el suelo húmedo de un bosque, las proteínas de los hongos son arrastradas hacia el cielo, la lluvia es provocada por estas proteínas, regar el bosque debajo, la lluvia provoca el crecimiento de más hongos, comenzando el ciclo de nuevo.
A diferencia de la bacteria Pseudomonas, que usa hielo para “atacar” y dañar los cultivos para acceder a sus nutrientes, estos hongos Mortierella son compañeros pacíficos de las plantas. No buscan destruir.
En cambio, secretan sus proteínas productoras de hielo en el suelo circundante, lo que parece crear un escudo protector contra las condiciones adversas y un ambiente rico en nutrientes que ayuda tanto al hongo como a la planta a florecer.
El nuevo descubrimiento sobre los hongos es apasionante porque muestra que incluso los organismos enterrados en el suelo pueden influir en la atmósfera, añadiendo una nueva dimensión a esta antigua asociación entre la vida y el cielo.
Es una pieza que falta en el rompecabezas de cómo la vida y el clima global se influyen mutuamente. Esta capacidad de producir hielo probablemente les da a los hongos una ventaja de supervivencia.
Usan hielo para bombear humedad hacia sus micelios (una vasta red subterránea de diminutos hilos de hongos), protegerse del daño irregular de las heladas y hacer autostop a través de las nubes para llegar a nuevos hogares.
El atraco evolutivo
La nueva investigación también descubrió cómo los hongos de la familia Mortierellaceae adquirieron la capacidad de crear hielo. Cuando los investigadores estudiaron el código genético de los hongos, descubrieron que estos hongos no desarrollaron este rasgo por sí solos.
Hace millones de años, “tomaron prestado” el código genético de las bacterias, mediante un proceso llamado transferencia horizontal de genes.
Piense en ello como un “copiar y pegar” biológico. Si bien la mayoría de los animales sólo heredan el ADN de sus padres, los microbios pueden intercambiar fragmentos de código genético con sus vecinos, dándoles una mejora evolutiva instantánea.
Sin embargo, estos hongos son mucho más eficientes para producir hielo que las bacterias porque el hongo secreta (suda, es decir, existen fuera de la célula fúngica) estas proteínas, pueden cubrir el ambiente a su alrededor y permanecer activos en el suelo después de que el hongo haya avanzado.
Estas proteínas son increíblemente resistentes. Pueden llegar a los arroyos, secarse hasta convertirse en polvo y ser arrastrados hacia el cielo por el viento.
Por qué esto importa
Este descubrimiento podría cambiar la forma en que los investigadores ven la conservación. Si talamos un bosque, eliminando todos los árboles y dejando la tierra desnuda, no solo estamos perdiendo árboles. Podríamos estar rompiendo el motor biológico que desencadena las precipitaciones regionales.
A medida que nos enfrentamos a un clima cambiante con sequías más frecuentes, comprender estos INpros de hongos podría ser vital. Es posible que algún día utilicemos estas proteínas naturales y biodegradables para “sembrar nubes” y generar lluvia.
Muchos países (como los Emiratos Árabes Unidos, China y partes de Estados Unidos) ya cuentan con programas de siembra de nubes para proteger los cultivos de las heladas. Pero este tipo de siembra de nubes depende del yoduro de plata, un metal pesado que puede permanecer en el medio ambiente.
Las proteínas fúngicas ofrecen una alternativa natural y biodegradable. También podrían proteger los cultivos de las heladas. Al obligar al hielo a formarse temprano y sin problemas, liberan una pequeña ráfaga de calor que actúa como una manta térmica para la planta.
Podríamos usarlos para producir nieve en las pistas de esquí con menos energía, crear alimentos congelados con mejor sabor evitando que los grandes cristales de hielo dañen las células de los alimentos, o incluso desarrollar sistemas de enfriamiento ecológicos que no dependan de refrigerantes químicos agresivos.
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La próxima vez que te sorprenda un aguacero repentino, respira profundamente. Ese “olor a lluvia” podría ser simplemente el olor de estos pequeños organismos que le dicen a las nubes que es hora de dejarse ir.
Diana R. Andrade-Linares, becaria postdoctoral en ecología microbiana, Universidad de Limerick
Este artículo se vuelve a publicar desde The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lea el artículo original.