Fungos do solo podem controlar chuvas através de proteínas especiais, revela estudo

Organismos microscópicos encontrados no solo – bactérias e fungos – possuem um “superpoder” que lhes permite influenciar a atmosfera e desencadear a queda de chuva, conforme revelado por um estudo recente publicado na revista Science Advances. Pesquisadores identificaram que fungos presentes no solo conseguem liberar proteínas especiais na atmosfera que atuam como sementes de gelo, facilitando a formação de chuvas. Dessa forma, estes microrganismos desempenham um papel crucial na regulação do clima e nos ciclos hídricos do planeta.

Como as fungos do solo influenciam a formação de chuva

Para compreender como os microrganismos controlam as tempestades, é necessário primeiro entender o processo de formação das nuvens. Nas altitudes elevadas da atmosfera, a água não congela necessariamente aos 0 °C. As temperaturas são normalmente muito mais baixas no nível das nuvens, porém água pura pode permanecer no estado líquido até a temperatura de congelamento de -40 °C.

A maioria das chuvas começa como gelo. Na atmosfera, as nuvens estão repletas de água “super-resfriada” – líquido mais frio que o ponto de congelamento, mas que não se transformou em gelo porque não encontrou uma partícula para aderir. Além disso, para que uma nuvem se transforme em chuva ou neve, ela necessita de uma “semente” – uma pequena partícula à qual as moléculas de água possam se agarrar para cristalizar em gelo e cair das nuvens como precipitação.

Partículas tradicionais versus proteínas biológicas

Poeira, fuligem e sal – arrastados para as nuvens pelo vento – conseguem funcionar como sementes de gelo, mas não são muito eficazes. Segundo os pesquisadores, essas partículas normalmente requerem que a temperatura caia significativamente antes de começarem a funcionar. É neste ponto que a biologia entra em jogo, oferecendo soluções muito mais eficientes que os processos puramente físicos e químicos.

Proteínas nucleadoras de gelo: os “fabricantes de chuva”

Durante décadas, cientistas conheceram sobre proteínas nucleadoras de gelo (INpros) encontradas em certas bactérias, como a Pseudomonas syringae. Essas bactérias viajam das folhas das plantas até às nuvens para desencadear chuva. Elas utilizam proteínas especiais para forçar a água a congelar em temperaturas tão altas quanto -2 °C, uma capacidade impressionante.

Entretanto, a descoberta recente publicada na revista Science Advances revelou um novo ator no jogo climático: as proteínas nucleadoras de gelo fúngicas. Enquanto as bactérias mantêm suas proteínas fabricantes de gelo escondidas em sua “pele”, os fungos (principalmente Fusarium e Mortierella) secretam essas proteínas no solo ao seu redor.

Vantagens das proteínas fúngicas

A estrutura dessas proteínas fúngicas as torna solúveis em água e menores do que as bacterianas, além de possuírem uma atividade de nucleação de gelo muito alta, o que as torna sementes de nuvem muito mais eficazes. Dessa forma, os fungos do solo demonstram ser superiores às bactérias em sua capacidade de influenciar a formação de precipitação. Essa eficiência superior torna possível que essas proteínas funcionem mesmo em nuvens relativamente quentes, acima de -5 °C.

O ciclo de bio-precipitação explicado

Esta descoberta conduz-nos ao que os cientistas chamam de “ciclo de bio-precipitação”. Imagine um chão florestal coberto por estes fungos. Quando o vento se levanta, suas proteínas microscópicas fabricantes de gelo são lançadas para as nuvens. Uma vez lá, elas atuam como “sementes” poderosas que desencadeiam a cristalização da água em gelo.

Conforme esses cristais de gelo crescem, eles se tornam pesados e caem. Quando caem através do ar mais quente, eles se derretem e se transformam em chuva. Portanto, cria-se um ciclo fascinante que beneficia toda a floresta de forma sustentável e eficiente.

As etapas do ciclo natural

O ciclo funciona da seguinte maneira: primeiro, os fungos crescem no solo úmido de uma floresta; em seguida, as proteínas desses fungos são arrastadas para o céu pelo vento; depois, essas proteínas desencadeiam a chuva cristalizando a água nas nuvens; consequentemente, a chuva que cai molha a floresta abaixo; finalmente, esse aumento da humidade desencadeia o crescimento de mais fungos, iniciando o ciclo novamente.

Fungos como parceiros pacíficos das plantas

Diferentemente da bactéria Pseudomonas, que usa gelo para “atacar” e danificar as plantas a fim de acessar seus nutrientes, os fungos Mortierella são parceiros pacíficos das plantas. Eles não procuram destruir nada. Pelo contrário, secretam suas proteínas nucleadoras de gelo no solo circundante, criando um escudo protetor contra condições adversas e um ambiente rico em nutrientes que ajuda tanto o fungo quanto a planta a prosperar.

Esta relação simbiótica demonstra a sofisticação dos ecossistemas naturais. Além disso, mostra como os organismos evoluíram para trabalhar em conjunto, criando sistemas de suporte mútuo que beneficiam toda a biosfera. No entanto, essa harmonia é frequentemente negligenciada nos estudos climáticos convencionais.

Implicações para a compreensão do clima global

A nova descoberta sobre fungos é emocionante porque demonstra que até organismos enterrados no solo podem influenciar a atmosfera, agregando uma dimensão completamente nova à antiga parceria entre a vida e o céu. Essas conclusões representam uma peça que faltava no quebra-cabeça de como a vida e o clima global se inter-relacionam.

Consequentemente, esta pesquisa abre novas perspectivas para compreender como os ecossistemas terrestres regulam os padrões climáticos em escala global. Os fungos do solo, portanto, não são apenas organismos locais, mas participantes ativos na modulação dos processos atmosféricos que afetam bilhões de pessoas em todo o mundo.

Matéria original: https://www.sciencealert.com/tiny-microbes-hiding-in-soil-may-help-pull-rain-from-the-sky-study-reveals