云端生物 – 闪新闻

仰望天空，你发现了什么？

一望无际的广阔蓝天？大朵的白云？还是……？

你大概不会发现街道两旁的树木，葱郁的草丛或者其他……除非你看到了天降异象、出现了莫名其妙的幻觉。

即使是飞禽，也不得不在陆地的某处找个地方，小憩、安居、生儿育女……

如此，天空就是纯净的吗？

广阔的天空就真的没有任何生物存在？

如果存在，它们又是如何生活，又长什么样子？

许多年前，一个和我有同样想法的人，以科学的名义，在飞机的后面拖了一张很大的网，在北美和太平洋的上空收集和捕捉所有可能生活在云端的生物。还有一些人，另辟蹊径，在荒无人烟、空气没有受到人类污染的地方，收集雨水和雪，以寻找其中是否有生物存在。结果他们并没有发现肉眼可见的生物，不过通过显微镜的观察，他们倒是找到了不少的细菌。

迄今为止，大约有六十几种细菌被发现。有些细菌甚至在海拔10000米以上的高空中被发现。但是，它们为何在如此恶劣（高空中的空气稀薄，紫外线和宇宙射线强烈）的环境中存在呢？

科学家们经过深入的研究发现，这些细菌，不是简单地生活在如此比天空还高的地方，而事故肩负着一项大自然所赋予的使命——降水（下雨、下雪、下冰雹等）。

英文有一句话 It’s raining “cats and dogs”,意思是下大雨了。要我说，这句话该改成 It’s raining bacteria, 下细菌，更为合适。

说到这，我们不妨了解一下雨是怎么形成的，相应的，水又为什么会结冰？具体的可以参考以下这个答案

https://www.zhihu.com/question/263550533/answer/273932834

简单的说就是，冰的形成需要凝结核，这些凝结核通常是一些微小物质，比如一粒微尘，一根发丝，也可以是一个细菌……在空气中，水分子以这些小物质为核心凝结在一起，在高空中形成微小的冰晶颗粒，这些颗粒慢慢累积变大、降落，经过温暖的低空时融化成水，也就形成了雨，如果低空气温很低，比如冬季，那么就是雪了。

可是，道理我都懂，这小小的细菌又是如何完成如此艰巨的使命的呢？

首先，细菌对水分子的凝结能力，可以说是秒杀其他各种微小物质了。一方面是由于细菌表面复杂的结构增加了表面积；另一方面，很多细菌能够合成并分泌一种“促冰形成蛋白”或者叫“促凝蛋白”，用来催化冰晶的形成。

通过繁殖以及调节促凝蛋白的分泌，这些细菌甚至可以调节降水。这些重要的特征引起了科学们的重视。科学家们开始研究细菌与天气变化之间的关系，尤其是细菌与降水之间的关系。并发现，世界上绝大多数的降雨过程，都与细菌是有关系的。

在地面上，这些细菌可以在植物叶片的表面繁殖。。晚来的风，将它们吹到空气中，水汽在它们周围凝结，在空中凝结，越来越多的水分子凝结到上面，于是它们就随着雨滴落下。周而复始。

迄今为止，在科学家们发现的六十几种“造雨细菌”中，大约有十几种能够分泌“促凝蛋白”，其中分布最为广泛的是一种名为Pseudomonas syringae的细菌。

一位美国科学家David Sands花了大约25年时间，研究了一种名为的“造雨细菌”。他发现这种细菌严格意义上来说有两个亚种——一种能够分泌促凝结蛋白，我简称它们为P+；另一种不能分泌促凝结蛋白，我简称它们为P-。

P+细菌由于其出色的凝结能力，是造雨的先锋；然而，它们同时也是诸多包括农作物在内的植物们遭受冻害的罪魁祸首。它们生长在植物叶子的表面，凝结水分子。在气温温暖的时候，这对植物来说当然是有利的。但到了气温寒冷的时候，这对植物来说就是极大的伤害。因为，这些细菌不仅能够凝结水分子，还能升高水的冰点。我们都知道水的冰点是0摄氏度，纯水的冰点大约在零下40摄氏度。由于灰尘等杂质的存在，普通水不到零下40度就结冰了，但是如果水中存在的不是灰尘而是P+这种细菌，冰点能够升高到零下4度左右。于是，当天气渐寒，满是细菌的植物叶片将首先结冰，并最终对植物造成伤害。紧张美国，每年农作物因为冻害而损失的经济就有约10亿美元。