在一項新的研究中,科學(xué)家們揭示了一種細菌產(chǎn)生冰晶的機制。這種名為Pseudomonas syringae細菌,就像大自然的天然制冰機。研究人員認為,這些細菌產(chǎn)生的冰晶可能是自然界產(chǎn)生云和雪的來(lái)源之一。該研究發(fā)表在《Science Advances》上。
在這項研究中,一個(gè)國際研究小組利用一種商業(yè)用途的造雪細菌來(lái)進(jìn)行實(shí)驗。雖然細菌已經(jīng)死去,它們仍然有制冰蛋白錨定于它們的細胞壁外層,因此還是能夠形成冰晶。研究人員發(fā)現,當與丁香假單胞菌水相互作用,制冰蛋白能夠重新排序周?chē)乃肿,形成?lèi)似于冰的晶核結構,從而導致了水到冰的變化。此外,通過(guò)從水中除去熱量,該細菌的作用幾乎像一臺冰箱一樣。該研究還使用了計算機模擬,來(lái)預測水分子如何在細菌細胞外壁重排,從而給出了丁香假單胞菌產(chǎn)生冰晶的模型。
純凈的水的結晶溫度很低,甚至可以達到零下40攝氏度。因此在相對高溫環(huán)境下,冰晶的產(chǎn)生往往需要一個(gè)晶核,這個(gè)晶核可能是圍繞一個(gè)塵埃形成的。而丁香假單胞菌可以形成這樣的晶核,從而在高空中讓水蒸氣在相對的高溫環(huán)境中產(chǎn)生冰晶,再形成云。隨著(zhù)云的形成和氣流對流環(huán)境的產(chǎn)生,冰晶開(kāi)始下降,并在一定環(huán)境下溶化形成雨水。雖然科學(xué)家并不知道該細菌是否能夠產(chǎn)生降雨,但是他們已經(jīng)揭示出了這些細菌產(chǎn)生冰晶的原理。
相關(guān)資訊: |