Os fungos são verdadeiramente estranhos e impressionantes – podem viver em qualquer lugar, ser venenosos ou medicinais e, segundo consta, transformar resíduos plásticos em ingredientes comestíveis. E em notícias mais fúngicas, alguns grupos de fungos podem literalmente promover a formação de gelo.
Em um recente Avanços da Ciência artigo, os pesquisadores descrevem uma proteína fúngica recentemente identificada que desencadeia a formação de gelo em temperaturas de até 28,4 graus Fahrenheit (-2 graus Celsius). Obviamente, isso está abaixo do ponto de congelamento da água, mas na natureza, o congelamento não é tão simples. Formar a primeira pequena semente de gelo – um nucleador de gelo – consome energia, e o gelo se forma muito lentamente em temperaturas acima de -50 graus F (-46 graus C), de acordo com o artigo.
No entanto, ainda obtemos coisas como nuvens – gotículas microscópicas de água e cristais de gelo – graças aos nucleadores de gelo. Para o novo estudo, a equipe rastreou o gene fúngico associado à proteína desencadeadora de gelo até um ancestral bacteriano distante de milhões de anos atrás, de acordo com um estudo da Virginia Tech. declaração. É importante ressaltar que a molécula de proteína fúngica oferece uma alternativa não tóxica e mais eficiente às abordagens atuais de engenharia climática, produção de alimentos ou preservação de células e órgãos.
Fabricantes de gelo naturais
Desde já em 1974os cientistas sabiam que algumas espécies bacterianas atuavam como nucleadores de gelo – catalisadores que aceleram a formação de cristais de gelo na natureza. Em 1990, os pesquisadores confirmaram que alguns fungos também eram capazes disso, como explicou Boris A. Vinatzer, coautor do estudo e cientista ambiental da Virginia Tech, no comunicado.
Mas foi apenas com os avanços na sequenciação do ADN que os cientistas puderam investigar os genomas microbianos e os mecanismos genéticos relevantes. E embora os investigadores tenham conseguido fazer bons progressos no estudo destes mecanismos para as bactérias, não foi feito muito trabalho sobre a origem da nucleação do gelo em espécies de fungos, explicou a equipa num relatório. declaração da Universidade Estadual de Boise.
Encontrando o gatilho
Para o novo estudo, os pesquisadores estudaram um fungo comum do solo do Mortierelláceas família, que extraíram de amostras de água e líquenes coletadas durante expedições polares anteriores. O sequenciamento de DNA apontou à equipe certos genes que se assemelhavam muito aos contidos em nucleadores de gelo bacterianos conhecidos – não inéditos, mas ainda assim raros. Para verificar se estavam no caminho certo, os investigadores plantaram estas proteínas noutras leveduras e bactérias, que de facto manifestaram capacidades de produção de gelo anteriormente inexistentes.
Ainda mais notável foi o fato de que, após análise mais aprofundada, o fungo não estava simplesmente copiando um ancestral bacteriano. Em vez disso, “adoptou uma característica altamente eficaz da bactéria e adaptou-a às suas próprias necessidades fisiológicas”, observou a equipa no comunicado.
“É um pouco igual, mas diferente”, explicou Rosemary Eufemio, principal autora do estudo e bioquímica da Boise State University. “Os fungos usam a mesma arquitetura de sequência repetitiva que as bactérias para os seus locais de formação de gelo, mas tornaram-nos mais solúveis e estáveis, o que provavelmente beneficia a sua função ecológica.”
Milagre Mortierelláceas
O estudo tem implicações claras para a ciência climática. Por um lado, os fungos amostrados neste estudo são fungos de solo relativamente comuns, o que significa que provavelmente estamos subestimando o quanto eles contribuem para a formação de gelo na atmosfera. As origens naturais dos fungos também os tornam uma alternativa não tóxica ao iodeto de prata, a partícula utilizada para semear nuvens nos últimos 80 anos, de acordo com os EUA. Escritório de responsabilidade governamental.
Mas a equipe também vê nucleadores de gelo fúngicos impulsionando “inovação evolutiva na interface da biologia e da física”, afirmou no artigo. Experimentos revelaram que os fungos permaneceram ativos em baixas concentrações e em condições adversas. Isso poderia torná-los extremamente úteis para tecnologias de congelamento bioinspiradas e modificações projetadas na água, refletiu Vinatzer, ao contrário de “bactérias, porque seria necessário adicionar células bacterianas inteiras”.
“Agora que conhecemos essa molécula fúngica, será mais fácil descobrir quanto desse tipo de molécula existe nas nuvens”, disse Vinatzer. “E, a longo prazo, esta investigação poderá contribuir para o desenvolvimento de melhores modelos climáticos.”
