Разкрити Тайни На Причудливи Бактерии, Създаващи Лед

{h1}

Ново изследване най-накрая обяснява как бактериите с ядрени ледове успяват да създадат слана при по-високи температури.

Бактериите, открити навсякъде от долната атмосфера до тропическите гори на Амазонка, могат да помогнат за образуването на лед чрез манипулиране на силите между водните молекули, сочат нови изследвания.

Бактериите, Pseudomonas syringae, използвайте специални протеини за редуване на редуване и привличане на водни молекули, разрязвайки молекулите H20 в пластири с висока и ниска плътност. Този пластирен вид „обърква“ водните молекули, така че те образуват лед при много по-високи температури и при други условия, които обикновено не подлежат на замръзване, откриха изследователите.

Новото проучване е първото, което предоставя експериментални данни, за да обясни уникалните способности на тези причудливи бактерии, заяви съавторът на изследването Тобиас Вайднер, физик от Института за полимерни изследвания на Макс Планк в Майнц, Германия. "Ясно показваме, че тези протеини могат да взаимодействат с водата за насърчаване на растежа на леда."

Ледогенератори

P. syringae е един от най-разпространените видове на планетата, намира се навсякъде от почвата до облаците в тропосферата, долния слой на атмосферата. Ски курортите използват бактериите за производството на изкуствен сняг, когато времето няма да сътрудничи. Бактериите също създават вреди от замръзване върху зеленчуците. [Инфографика: Атмосфера на Земята, отгоре отдолу]

"Ако имате тази вреда от замръзване, това прави по-лесно да нахлуете в тези растения и да се храните с тях", каза Вайднер пред WordsSideKick.com.

Но тези постоянно присъстващи микроби също могат да са отговорни за далечни ефекти, сходни с известната концепция за "ефекта на пеперудата", която си представя пеперуда, която размахва крилата си в Бразилия, причинявайки торнадо в Тексас. Изследователите са измерили изненадващо големи количества микроби, идващи от тропическите гори на Амазонка, и са проследявали бактериите, които се движат по въздушните течения, от Близкия изток до Антарктида, където те могат да причинят падане на дъжд.

"По принцип може да има нещо като планетарна ко-еволюция", каза Вайднер. "Амазонка излъчва огромни количества от тези лед-ядрени бактерии и те пътуват до друго място, където причиняват валежи. Сега тези валежи позволяват растенията на много различен континент да растат."

Обратно, изсичането на тропическите гори на Амазонка би могло да доведе до намаляване на тези лед-ядрени бактерии, които биха могли да причинят сухо време на друго място, каза той.

Без високотемпературен лед

В книгата на Курт Вонегут „Котешка люлка“ светът е унищожен, когато учените открият начин да направят водата твърда при стайна температура - вещество, наречено лед-девет. За щастие, P. syringae не разполагат с разрушителния потенциал на лед девет, тъй като бактериите никога не биха могли да причинят замръзване на място, горещо като пустинята Сахара, например.

"Тези протеини, те не могат да победят термодинамиката", каза Вайднер.

По-скоро, P. syringae може да изтласка капчици вода високо в атмосферата, където температурите спадат до минус 40 градуса по Фаренхайт (минус 40 градуса по Целзий), за да осъзнаят, че е достатъчно студено, за да се слеят в лед, когато иначе не биха го направили, каза Вайднер.

Уникални способности

За да разбера как P. syringae за да изпълнят своите мразовити задачи, екипът използва техника, наречена спектроскопия, за да анализира вибрациите както на бактериални, така и на водни молекули. Техниката може да разкрие кои молекули присъстват в пробата, както и как са подредени, каза Вайднер.

Използвайки този метод, учените забелязали, че водните молекули са в контакт с P. syringae подреждат се в по-подредена структура с понижаването на температурата, докато ефектът на подреждане не се проявява при други видове бактерии. Това накара изследователите да подозират, че подредбата допринася за способностите на бактериите да замразят. [Изненадващо странната физика на водата: 9 странни характеристики]

Но какво точно предизвика тази промяна? За да отговорят на този въпрос, Вайднър и колегите му изолират различни части от бактериите и идентифицират определени протеини, закотвени към бактериалната стена, които сякаш водят молекулите на водата да се свиват или да се разделят. Това създаде джобове с висока и ниска плътност във водата, заобикаляща бактериите.

Този вид пренареждане беше точно подходящ за въвеждането на водни молекули да се превърнат в кристалния модел на твърдия лед, изследователите спекулираха. Екипът откри също, че бактериите могат да изтеглят топлина от околните водни молекули, правейки водата по-студена.

Новите открития могат да имат отражение върху атмосферните химици, които искат да разберат валежите и образуването на лед по целия свят, каза Вайднер.

Следвайте Tia Ghose нататък кикотенеи . последвам Наука на живо @wordssidekick, Facebook, Оригинална статия на Наука на живо.


Видео Добавка: .




Изследване


Науката За Лепкавостта Разкри
Науката За Лепкавостта Разкри

Молекулите Достигат Най-Ниска Температура Някога
Молекулите Достигат Най-Ниска Температура Някога

Наука Новини


Свързани Близнаци, Слети В Главата, Сега Разделени След Повече От 50 Часа Хирургия
Свързани Близнаци, Слети В Главата, Сега Разделени След Повече От 50 Часа Хирургия

Какво Представлява Задръстването При Нефтено Сондиране?
Какво Представлява Задръстването При Нефтено Сондиране?

Т. Рекс Имаше Зъбен Предшественик, Който Не Можеше Да Го Отреже
Т. Рекс Имаше Зъбен Предшественик, Който Не Можеше Да Го Отреже

Пиенето На Диетична Сода Може Да Доведе До Повече Закуска
Пиенето На Диетична Сода Може Да Доведе До Повече Закуска

Страхови Преживявания, Прехвърлени В Семейства На Мишки
Страхови Преживявания, Прехвърлени В Семейства На Мишки


BG.WordsSideKick.com
Всички Права Запазени!
Възпроизвеждането На Използваните Материали Оставя Само Prostanovkoy Активна Връзка Към Сайта BG.WordsSideKick.com

© 2005–2019 BG.WordsSideKick.com