Từ lâu, các nhà khoa học đã biết rằng, một số vi khuẩn có thể tạo ra protein giúp nước đóng băng ở nhiệt độ tương đối cao (khoảng -5 độ C), thông qua quá trình gọi là "tạo nhân băng".

Tuy nhiên, việc nấm cũng sở hữu khả năng tương tự vi khuẩn vẫn còn là bí ẩn. Trong nghiên cứu mới công bố trên tạp chí Science Advances, nhóm chuyên gia do nhà vi sinh vật học Boris Vinatzer tại Đại học Virginia Tech (Mỹ) dẫn đầu đã tìm ra lời giải cho vấn đề này.

Nhóm của nhà vi sinh vật học Boris đã phân tích bộ gene của 2 chủng nấm thuộc họ Mortierellaceae qua đó xác định được một đoạn DNA gần như giống hệt gene InaZ có ở vi khuẩn.

Khi nhóm nghiên cứu chuyển gene này vào tế bào nấm men, nấm này cũng bắt đầu có khả năng tạo băng. Điều đó giúp các nhà khoa học xác nhận rằng chính gene này chịu trách nhiệm tạo ra protein khởi đầu cho quá trình hình thành băng.

Phát hiện trên cho thấy trong quá khứ, có thể hàng triệu năm trước, tổ tiên của một số loài nấm đã tiếp nhận gene này từ vi khuẩn thông qua quá trình "chuyển gene ngang". Sau đó chúng phát triển khả năng riêng, biến gene này thành công cụ sinh học hữu ích.

Tuy nhiên, nấm sử dụng khả năng tạo băng như thế nào và lợi ích tiến hóa mà nó mang lại là gì.

Một trong những loại nấm trong nghiên cứu mới công bố được các chuyên gia tập trung vào là địa y - một dạng cộng sinh giữa nấm và tảo phát triển trên đá và cây cối. Nhà vi sinh vật học Boris suy đoán rằng, các protein tạo mầm băng có thể cho phép nấm hút nước từ không khí, do đó cung cấp một nguồn tài nguyên cần thiết nhưng khan hiếm cho địa y.

"Vào những buổi sáng có độ ẩm cao và nhiệt độ thấp, protein từ nấm có thể gây ra hiện tượng đóng băng trên địa y. Sau đó, lớp băng này tan chảy và cung cấp nước vào cuối ngày", nhà vi sinh vật học Boris cho biết.

Đáng chú ý, các nhà khoa học cho rằng. những protein này có thể bay vào khí quyển và đóng vai trò như "hạt nhân băng", giúp hình thành tinh thể băng trong mây. Khi các tinh thể này lớn dần, chúng có thể rơi xuống dưới dạng mưa hoặc tuyết. Cơ chế này tương tự cách một số vi khuẩn như Pseudomonas syringae tham gia vào chu trình nước.

Vì một cá thể nấm có thể tiết ra rất nhiều protein nên số lượng "hạt nhân băng" từ nấm trong khí quyển có thể lớn hơn từ vi khuẩn. Điều này đồng nghĩa với việc nấm có thể đóng vai trò quan trọng hơn trong việc điều tiết lượng mưa.

Với phát hiện mới, các nhà nghiên cứu cho rằng, protein từ nấm có thể mang lại lợi ích không chỉ cho nấm trên mặt đất mà còn cho toàn bộ hệ sinh thái. Không những vậy, protein từ nấm có thể hữu ích cho con người. Công nghệ "gieo mây" hiện nay thường sử dụng bạc iodide - hóa chất có thể gây lo ngại về môi trường - để tạo ra các tinh thể băng. Việc này có thể thay đổi khi con người sử dụng một loại protein hữu cơ an toàn thay thế cho bạc iodide.