Os fungos estão entre os organismos mais curiosos da natureza. Eles podem viver em ambientes extremos, produzir compostos medicinais e até ajudar a decompor plásticos. Agora, uma nova pesquisa revela outra habilidade surpreendente: alguns fungos são capazes de desencadear a formação de gelo. Um estudo publicado na revista científica Science Advances descreve uma proteína recém-identificada que atua como um “gatilho” natural para o congelamento da água.
Como certos fungos conseguem iniciar a formação de gelo
A água pura pode permanecer líquida mesmo abaixo de zero grau Celsius. Isso acontece porque a formação inicial de um cristal de gelo — chamada nucleação — exige energia.
Para que o congelamento ocorra com mais facilidade, normalmente é necessário um ponto inicial onde o gelo possa começar a se formar. Esse ponto é conhecido como nucleador de gelo.
O estudo revelou que alguns fungos produzem uma proteína capaz de atuar exatamente como esse nucleador.
Segundo os pesquisadores, essa molécula pode iniciar a formação de gelo em temperaturas de até aproximadamente -2 °C (28,4 °F). Embora ainda esteja abaixo do ponto de congelamento da água, essa temperatura é muito mais alta do que aquela em que a água costuma congelar espontaneamente na natureza.
Sem nucleadores, a formação de gelo pode ocorrer apenas em temperaturas extremamente baixas, próximas de -46 °C.
Um mecanismo já conhecido em bactérias
A capacidade de estimular a formação de gelo não é totalmente nova para a ciência.
Desde 1974, pesquisadores sabem que algumas bactérias possuem proteínas capazes de atuar como nucleadores de gelo. Esses microrganismos ajudam a formar cristais de gelo na atmosfera e podem influenciar processos como a formação de nuvens.
Em 1990, cientistas também confirmaram que certos fungos possuíam propriedades semelhantes.
No entanto, apenas recentemente, com os avanços no sequenciamento de DNA, tornou-se possível investigar em detalhe os genes responsáveis por esse mecanismo.
A origem do “gene do gelo”
Na nova pesquisa, cientistas analisaram um fungo comum do solo pertencente à família Mortierellaceae.
As amostras foram obtidas a partir de água e líquens coletados durante expedições científicas em regiões polares. A análise genética revelou algo inesperado: os genes envolvidos na nucleação de gelo eram muito semelhantes aos encontrados em bactérias.
Isso sugere que, em algum momento da evolução, o fungo pode ter adquirido esse mecanismo a partir de um ancestral bacteriano.
Para confirmar a hipótese, os pesquisadores inseriram esses genes em leveduras e bactérias que não possuíam a capacidade de formar gelo. Após a modificação genética, esses microrganismos passaram a apresentar atividade de nucleação.
Uma adaptação evolutiva surpreendente
Apesar da semelhança com bactérias, o fungo não simplesmente copiou o mecanismo original.
Segundo os cientistas, ele adaptou a estrutura da proteína às suas próprias necessidades fisiológicas. A arquitetura molecular responsável pela formação de gelo é semelhante à das bactérias, mas apresenta maior estabilidade e solubilidade.
Essa modificação provavelmente torna o mecanismo mais eficiente no ambiente natural.
A bioquímica Rosemary Eufemio, da Boise State University e autora principal do estudo, explicou que os fungos utilizaram um modelo molecular parecido com o bacteriano, mas o transformaram em uma versão mais estável e funcional.
Implicações para o clima e para a tecnologia
A descoberta pode ter implicações importantes para a ciência do clima.
Os fungos analisados no estudo são relativamente comuns no solo, o que sugere que sua contribuição para a formação de gelo na atmosfera pode estar sendo subestimada.
Esse processo é importante porque a nucleação de gelo influencia a formação de nuvens e a dinâmica das precipitações.
Além disso, a proteína identificada pode se tornar uma alternativa biológica a substâncias usadas atualmente na engenharia climática.
Hoje, a técnica de semeadura de nuvens utiliza frequentemente iodeto de prata para estimular a formação de chuva. Segundo o Government Accountability Office dos Estados Unidos, esse composto vem sendo utilizado há cerca de 80 anos.
A proteína produzida pelos fungos pode representar uma opção menos tóxica e potencialmente mais eficiente.
Possíveis aplicações futuras
Os pesquisadores também apontam outras aplicações possíveis para os nucleadores de gelo produzidos por fungos.
Essas moléculas podem ajudar no desenvolvimento de tecnologias de congelamento controlado, utilizadas na conservação de alimentos, células e até órgãos para transplantes.
Nos experimentos realizados, os fungos demonstraram permanecer ativos mesmo em baixas concentrações e em condições ambientais adversas.
Essa resistência aumenta o potencial de uso em sistemas biotecnológicos.
Para os cientistas envolvidos no estudo, o próximo passo será investigar quantas dessas moléculas existem na atmosfera e qual é o papel real que desempenham na formação de nuvens.
Com isso, no futuro, esses organismos aparentemente simples podem ajudar a melhorar modelos climáticos e ampliar nossa compreensão sobre os processos físicos que governam o planeta.
