雲端生物

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仰望天空，你發現了什麼？

一望無際的廣闊藍天？大朵的白雲？還是……？

你大概不會發現街道兩旁的樹木，蔥鬱的草叢或者其他……除非你看到了天降異象、出現了莫名其妙的幻覺。

即使是飛禽，也不得不在陸地的某處找個地方，小憩、安居、生兒育女……

如此，天空就是純凈的嗎？

廣闊的天空就真的沒有任何生物存在？

如果存在，它們又是如何生活，又長什麼樣子？

許多年前，一個和我有同樣想法的人，以科學的名義，在飛機的後面拖了一張很大的網，在北美和太平洋的上空收集和捕捉所有可能生活在雲端的生物。還有一些人，另闢蹊徑，在荒無人煙、空氣沒有受到人類污染的地方，收集雨水和雪，以尋找其中是否有生物存在。結果他們並沒有發現肉眼可見的生物，不過通過顯微鏡的觀察，他們倒是找到了不少的細菌。

迄今為止，大約有六十幾種細菌被發現。有些細菌甚至在海拔10000米以上的高空中被發現。但是，它們為何在如此惡劣（高空中的空氣稀薄，紫外線和宇宙射線強烈）的環境中存在呢？

科學家們經過深入的研究發現，這些細菌，不是簡單地生活在如此比天空還高的地方，而事故肩負著一項大自然所賦予的使命——降水（下雨、下雪、下冰雹等）。

說到這，我們不妨了解一下雨是怎麼形成的，相應的，水又為什麼會結冰？具體的可以參考以下這個答案

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

簡單的說就是，冰的形成需要凝結核，這些凝結核通常是一些微小物質，比如一粒微塵，一根髮絲，也可以是一個細菌……在空氣中，水分子以這些小物質為核心凝結在一起，在高空中形成微小的冰晶顆粒，這些顆粒慢慢累積變大、降落，經過溫暖的低空時融化成水，也就形成了雨，如果低空氣溫很低，比如冬季，那麼就是雪了。

可是，道理我都懂，這小小的細菌又是如何完成如此艱巨的使命的呢？

首先，細菌對水分子的凝結能力，可以說是秒殺其他各種微小物質了。一方面是由於細菌表面複雜的結構增加了表面積；另一方面，很多細菌能夠合成並分泌一種「促冰形成蛋白」或者叫「促凝蛋白」，用來催化冰晶的形成。

通過繁殖以及調節促凝蛋白的分泌，這些細菌甚至可以調節降水。這些重要的特徵引起了科學們的重視。科學家們開始研究細菌與天氣變化之間的關係，尤其是細菌與降水之間的關係。並發現，世界上絕大多數的降雨過程，都與細菌是有關係的。

迄今為止，在科學家們發現的六十幾種「造雨細菌」中，大約有十幾種能夠分泌「促凝蛋白」，其中分布最為廣泛的是一種名為Pseudomonas syringae的細菌。

一位美國科學家David Sands花了大約25年時間，研究了一種名為 的「造雨細菌」。他發現這種細菌嚴格意義上來說有兩個亞種——一種能夠分泌促凝結蛋白，我簡稱它們為P+；另一種不能分泌促凝結蛋白，我簡稱它們為P-。

P+細菌由於其出色的凝結能力，是造雨的先鋒；然而，它們同時也是諸多包括農作物在內的植物們遭受凍害的罪魁禍首。它們生長在植物葉子的表面，凝結水分子。在氣溫溫暖的時候，這對植物來說當然是有利的。但到了氣溫寒冷的時候，這對植物來說就是極大的傷害。因為，這些細菌不僅能夠凝結水分子，還能升高水的冰點。我們都知道水的冰點是0攝氏度，純水的冰點大約在零下40攝氏度。由於灰塵等雜質的存在，普通水不到零下40度就結冰了，但是如果水中存在的不是灰塵而是P+這種細菌，冰點能夠升高到零下4度左右。於是，當天氣漸寒，滿是細菌的植物葉片將首先結冰，並最終對植物造成傷害。緊張美國，每年農作物因為凍害而損失的經濟就有約10億美元。

有人說，既然P+細菌造成那麼多經濟損失，全部殺死不就好了？

一點都不好！殺死了P+，誰來凝結水分子，形成降水，怕不是損失的更多！

好在，自然界中還有P-細菌的存在，兩種細菌競爭性地生活著。大自然如此設計可以說是非常精妙了——通過調節兩種細菌的組成比例來調節降水（我猜的），使得植物們不會因為凍害、水澇或者大旱而死。

仰望天空，想像這些神奇的細菌不辭辛苦地在天地間穿梭，以完成大自然所賦予的使命，不由地感慨世間的奇幻與精妙，也不由地敬佩起這些兢兢業業的微小生物們——這些生活在雲端的生物們。

本文首發於公眾號 漆黑的師兄（dd_black233）