Según un estudio reciente, unos organismos diminutos que viven en la tierra —bacterias y hongos— poseen un “superpoder” que les permite alcanzar la atmósfera y hacer descender la lluvia. Para entender cómo un microbio puede controlar una tormenta, primero debemos analizar cómo las nubes se convierten en lluvia. En las capas altas de la atmósfera, el agua no siempre se congela a 0°C. Las temperaturas suelen ser mucho más bajas a nivel de las nubes, pero el agua pura puede permanecer líquida hasta los gélidos -40°C.
La mayor parte de la lluvia comienza como hielo. En la atmósfera, las nubes están llenas de agua “superenfriada”, 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 lo que adherirse.
Para que una nube se convierta en lluvia o nieve, necesita una “semilla”: una partícula diminuta a la que las moléculas de agua puedan adherirse para cristalizarse en hielo y luego caer de las nubes en forma de lluvia.
El polvo, el hollín y la sal, arrastrados por el viento hacia las nubes, pueden lograrlo, pero no son muy eficaces. Generalmente, requieren que la temperatura baje considerablemente para empezar a actuar. Aquí es donde entra en juego la biología.
Conozca a los fabricantes de hielo
Durante décadas, los científicos han conocido las proteínas nucleadoras de hielo (INpros) presentes en ciertas bacterias como Pseudomonas syringae. Estas bacterias viajan desde las hojas de las plantas hasta las nubes para provocar la lluvia. Utilizan proteínas especiales para congelar el agua a temperaturas de hasta -2°C.
Sin embargo, el reciente descubrimiento publicado en la revista Science Advances ha revelado un nuevo actor en el juego climático: los hongos INpros. Mientras que las bacterias mantienen sus proteínas formadoras de hielo ocultas en su “piel”, los hongos (principalmente Fusarium y Mortierella) secretan estas proteínas en el suelo que los rodea. Su estructura hace que estas proteínas fúngicas sean solubles en agua y más pequeñas que las bacterianas, además de poseer una alta actividad de formación de hielo, lo que las convierte en semillas de nubes más eficaces.
Haciendo que llueva
Esto nos lleva al ciclo de bioprecipitación. Imagina un suelo forestal cubierto de estos hongos. Cuando el viento se intensifica, sus proteínas microscópicas formadoras de hielo son lanzadas a las nubes. Una vez allí, actúan como poderosas “semillas”.
Incluso en nubes relativamente cálidas (por encima de -5°C), estas proteínas fúngicas pueden provocar que el agua se cristalice y se convierta en hielo. A medida que estos cristales de hielo crecen, se vuelven pesados y caen. Al descender a través del aire más cálido, se derriten y se transforman en lluvia.
Esto crea un bucle:
- Los hongos crecen en el suelo húmedo de un bosque.
- Las proteínas de los hongos son arrastradas al cielo.
- Estas proteínas desencadenan la lluvia, regando así el bosque de abajo.
- La lluvia desencadena el crecimiento de más hongos, reiniciando así el ciclo.
A diferencia de las bacterias Pseudomonas, que usan el hielo para “atacar” y dañar los cultivos para acceder a sus nutrientes, estos hongos Mortierella son socios pacíficos de las plantas. No buscan destruir. En cambio, secretan sus proteínas formadoras de hielo en el suelo circundante, lo que parece crear un escudo protector contra las condiciones adversas y un entorno rico en nutrientes que ayuda tanto al hongo como a la planta a prosperar.
El nuevo descubrimiento sobre los hongos es fascinante porque demuestra que incluso los organismos enterrados en el suelo pueden influir en la atmósfera, añadiendo una nueva dimensión a esta antigua relación entre la vida y el cielo. Es una pieza clave que faltaba en el rompecabezas de cómo la vida y el clima global se influyen mutuamente. Esta capacidad de producir hielo probablemente les otorga a los hongos una ventaja para sobrevivir. Utilizan el hielo para bombear humedad hacia su micelio (una vasta red subterránea de diminutos filamentos fúngicos), protegerse de los daños causados por las heladas y viajar a través de las nubes para llegar a nuevos hogares.
El robo evolutivo
La nueva investigación también reveló cómo los hongos de la familia Mortierellaceae adquirieron la capacidad de crear hielo. Al estudiar el código genético de los hongos, los investigadores descubrieron que este rasgo no se desarrolló de forma espontánea. Hace millones de años, “tomaron prestado” el código genético de las bacterias mediante un proceso llamado transferencia horizontal de genes.
Imagínalo como un “copiar y pegar” biológico. Mientras que la mayoría de los animales sólo heredan ADN de sus padres, los microbios pueden intercambiar fragmentos de código genético con sus vecinos, lo que les proporciona una mejora evolutiva instantánea.
Sin embargo, estos hongos son mucho más eficientes en la producción de hielo que las bacterias porque secretan (expulsan, es decir, existen fuera de la célula fúngica) estas proteínas, que pueden recubrir el entorno que las rodea y permanecer activas en el suelo después de que el hongo se haya marchado. Estas proteínas son increíblemente resistentes. Pueden ser arrastradas por el agua hasta los arroyos, secarse hasta convertirse en polvo y ser llevadas al cielo por el viento.
Por qué esto es importante
Este descubrimiento podría cambiar la perspectiva de los investigadores sobre la conservación. Si talamos un bosque por completo, eliminando todos los árboles y dejando la tierra desnuda, no sólo perdemos árboles, sino que también podríamos estar destruyendo el mecanismo biológico que desencadena las lluvias regionales.
Ante el cambio climático y la creciente frecuencia de sequías, comprender estas proteínas fúngicas INpro podría ser fundamental. Quizás algún día podamos utilizar estas proteínas naturales y biodegradables para sembrar nubes y provocar lluvia.
Muchos países (como los Emiratos Árabes Unidos, China y algunas zonas de Estados Unidos) ya cuentan con programas de siembra de nubes para proteger los cultivos de las heladas. Sin embargo, este tipo de siembra de nubes se basa en el yoduro de plata, un metal pesado que puede permanecer en el medio ambiente.
Las proteínas fúngicas ofrecen una alternativa natural y biodegradable. Además, podrían proteger los cultivos de las heladas. Al inducir la formación temprana y uniforme de hielo, liberan una pequeña ráfaga de calor que actúa como una manta térmica para la planta.
Podríamos utilizarlas para fabricar 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 refrigeración ecológicos que no dependan de refrigerantes químicos agresivos. La próxima vez que te sorprenda un aguacero repentino, respira hondo. Ese “olor a lluvia” podría ser simplemente el aroma de estos pequeños organismos que les indican a las nubes que es hora de que se vayan.
Fuente: Science Alert.