Onderzoekers hebben ontdekt dat bepaalde schimmeleiwitten ijsvorming kunnen veroorzaken bij warmere temperaturen onder het vriespunt, wat een potentieel veiliger en efficiënter alternatief vormt voor de huidige methoden zoals op zilverjodide gebaseerd wolkenzaaien. De bevindingen, gepubliceerd in Science Advances, kunnen een revolutie teweegbrengen op terreinen variërend van weersmodificatie tot voedselconservering en zelfs klimaatmodellering.
Het probleem met de huidige ijsnucleatie
Traditionele cloudzaaiing is afhankelijk van deeltjes zoals zilverjodide om water in wolken te laten bevriezen, waardoor ijskristallen ontstaan die uitgroeien tot regen. zilverjodide is echter zeer giftig, wat aanleiding geeft tot bezorgdheid over het milieu en de gezondheid. Deze nieuwe ontdekking biedt een niet-giftig alternatief: schimmeleiwitten die dezelfde functie kunnen vervullen.
Hoe schimmels bevriezing veroorzaken
Het team, onder leiding van professor Boris Vinatzer van Virginia Tech, identificeerde specifieke eiwitten binnen bepaalde schimmels (Mortierellacae-familie) die fungeren als efficiënte ijskiemvormers. Deze eiwitten zorgen ervoor dat watermoleculen bevriezen, zelfs bij iets warmere temperaturen dan eerder voor mogelijk werd gehouden. Het proces weerspiegelt een natuurlijk ‘sneeuwbaleffect’, waarbij ijskristallen groeien naarmate er meer water op bevriest, en uiteindelijk zwaar genoeg worden om als neerslag naar beneden te vallen.
De onverwachte bacteriële oorsprong
Interessant genoeg lijkt het schimmelgen dat verantwoordelijk is voor dit ijskiemvormende vermogen afkomstig te zijn van bacteriën via horizontale genoverdracht – een proces waarbij genetisch materiaal wordt gedeeld tussen niet-verwante soorten. Professor Vinatzer merkte op: “Het is niet gebruikelijk dat schimmels genen van bacteriën verwerven, dus de ontdekking van deze bacteriële oorsprong was onverwacht.” De schimmels hebben het eiwit inmiddels aangepast en verfijnd, waardoor het nog effectiever wordt.
Applicaties die verder gaan dan cloud-zaaien
De potentiële toepassingen reiken veel verder dan weersverandering:
- Voedselbehoud: Schimmeleiwitten bieden een veiliger additief voor het invriezen van voedsel vergeleken met bacteriële ijskiemvormers, omdat ze celvrij en in water oplosbaar zijn.
- Cryopreservatie: Deze eiwitten kunnen het behoud van cellen (weefsel, sperma, eieren, embryo’s) verbeteren door het invriezen te starten voordat er schade optreedt. De kleine moleculaire grootte zorgt voor een betere bescherming dan het introduceren van hele bacteriecellen.
- Klimaatmodellering: Inzicht in de prevalentie van deze schimmelmoleculen in wolken kan klimaatmodellen verfijnen, waardoor voorspellingen kunnen worden verbeterd over hoeveel straling wordt teruggekaatst in de ruimte versus geabsorbeerd door de aarde.
“Als we leren hoe we goedkoop genoeg van dit schimmeleiwit kunnen produceren, kunnen we dat in wolken stoppen en het zaaien van wolken veel veiliger maken,” zei professor Vinatzer.
Waarom dit belangrijk is
De ontdekking benadrukt het potentieel van bio-geïnspireerde technologieën. Door gebruik te maken van natuurlijk voorkomende processen kunnen onderzoekers oplossingen ontwikkelen die zowel effectief als milieuvriendelijk zijn. De implicaties op de lange termijn omvatten nauwkeurigere klimaatvoorspellingen, veiliger industriële bevriezingspraktijken en een duurzaam alternatief voor giftige wolkenzaaimiddelen.
Dit onderzoek onderstreept het belang van voortdurende vooruitgang op het gebied van genomische sequencing en computerwetenschap bij het blootleggen van verborgen mogelijkheden in de natuurlijke wereld.
Rozemarijn J. Eufemio et al. 2026. Een voorheen niet-herkende klasse van schimmel-ijskiemvormende eiwitten met bacteriële afkomst. Wetenschappelijke vooruitgang 12 (11); doi: 10.1126/sciadv.aed9652.
