丁香假單胞菌這種細菌會利用特殊的蛋白質(zhì)輪流排斥或者吸引水分子，將水分子擠成密度高低不同的斑塊。這種斑塊會在某種程度上“迷惑”水分子,，因此它們能夠在溫度更高的時候結(jié)冰,。

　　研究的共同作者、普朗克研究所的物理學家TobiasWeidner表示，這是第一個提供實驗數(shù)據(jù)來解釋這些奇怪細菌獨特能力的研究。“我們清楚地展示出這些蛋白質(zhì)能夠與水相互作用,，促進冰的形成。”

　　丁香假單胞菌

　　丁香假單胞菌

　　丁香假單胞菌是地球上分布最廣泛的生物之一,，人們低能在土地里找到它,，高能在對流層的云朵里找到它。在天氣不合作的時候,，滑雪度假地會利用這種細菌來制作人工雪,。這種細菌還能凍壞植物。

　　這些始終存在的微生物帶來的影響有些類似“蝴蝶效應(yīng)”,，想象一下一只在巴西的蝴蝶山洞翅膀之后,，在德克薩斯州造成了龍卷風。研究人員們發(fā)現(xiàn)在亞馬遜熱帶雨林里,，這種微生物的數(shù)目極其龐大,。它們還會搭乘氣流，從中東飛到南極洲,，從而帶來可能的降雨,。

　　Weidner說：“基本上這有點像廣泛的共同演化。亞馬遜釋放海量冰核細菌,，它們旅行到某個地方帶來降雨,，現(xiàn)在這一降雨又使得不同大陸的植物開始生長?！?p>　　相反,，砍伐亞馬遜雨林會造成冰核細菌減少，從而給其它地方帶來干旱,。

　　無高溫冰

　　在庫爾特·馮內(nèi)古特的書《貓的搖籃》中,，科學家們發(fā)現(xiàn)能利用ice-nine在室溫條件制造冰之后，世界就被毀滅了,。幸運的是,，丁香假單胞菌并不具備ice-nine的潛力，比如它無法令撒哈拉沙漠這類高溫地區(qū)的水結(jié)冰,。

　　獨特的能力

　　丁香假單胞菌

　　丁香假單胞菌

　　為了理解丁香假單胞菌如何完成它們的結(jié)冰任務(wù),，研究團隊利用光譜學技術(shù)分析這種細菌和水分子的振動,。這種技術(shù)能夠告訴我們水分子是否作為樣品存在,，以及它們被排列的方式。

　　科學家們利用這種方法,，發(fā)現(xiàn)在溫度下降的時候,，與丁香假單胞菌接觸的水分子排列結(jié)構(gòu)更加有序，而這種有序效應(yīng)并不會發(fā)生在水分子與其它細菌接觸的時候,。這使得研究人員們懷疑正是這樣的順序使得丁香假單胞菌具備了結(jié)冰的能力,。

　　那究竟是什么造成了這種改變呢?為了回答這一問題，Weidner及其同事分離了丁香假單胞菌的不同部位，發(fā)現(xiàn)固定在丁香假單胞菌上的特定蛋白質(zhì)會讓水分子擠得更緊湊或分得更開,。這導致細菌周圍的水形成密度高低不同的斑塊,。

　　研究人員們推測，這種重新排列刺激水分子變成固體冰的晶格排列,。他們還發(fā)現(xiàn)丁香假單胞菌可以從周圍的水分子中吸收熱量,，降低水溫。

　　這一新發(fā)現(xiàn)對大氣化學家有深刻影響,。