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在一項新的研究中，科學家們揭示了一種細菌產生冰晶的機制。這種名為Pseudomonas syringae細菌，就像大自然的天然制冰機。研究人員認為，這些細菌產生的冰晶可能是自然界產生云和雪的來源之一。該研究發表在《Science Advances》上。

這種細菌Pseudomonas syringae，中文名為丁香假單胞菌，能夠在零上的溫度環境下，通過細菌內的某些蛋白質產生冰晶顆粒。該細菌可以覆蓋在農作物表面，并且導致植株產生凍傷。細菌實際上會導致植株內產生冰晶，從而破壞植物細胞，以便該細菌可以獲取植物的營養成分。該細菌也早已被人類利用，比如人們利用該細菌產生類似于冰雪的環境，從而維持滑雪勝地的積雪厚度。在過去的幾十年，在大氣、雪中都發現了丁香假單胞菌。以及來自世界各地的降雪，從美國到歐洲、至南極洲，都發現了丁香假單胞菌的蹤跡。他們的制冰能力被廣泛認為是創云和雨的魔術棒。在過去幾年的研究中，科學家只能猜測該細菌如何使水結冰。但是在實驗室讓該細菌產生冰晶并揭示其機制，該研究還是*個。

在這項研究中，一個研究小組利用一種商業用途的造雪細菌來進行實驗。雖然細菌已經死去，它們仍然有制冰蛋白錨定于它們的細胞壁外層，因此還是能夠形成冰晶。研究人員發現，當與丁香假單胞菌水相互作用，制冰蛋白能夠重新排序周圍的水分子，形成類似于冰的晶核結構，從而導致了水到冰的變化。此外，通過從水中除去熱量，該細菌的作用幾乎像一臺冰箱一樣。該研究還使用了計算機模擬，來預測水分子如何在細菌細胞外壁重排，從而給出了丁香假單胞菌產生冰晶的模型。

純凈的水的結晶溫度很低，甚至可以達到零下40攝氏度。因此在相對高溫環境下，冰晶的產生往往需要一個晶核，這個晶核可能是圍繞一個塵埃形成的。而丁香假單胞菌可以形成這樣的晶核，從而在高空中讓水蒸氣在相對的高溫環境中產生冰晶，再形成云。隨著云的形成和氣流對流環境的產生，冰晶開始下降，并在一定環境下溶化形成雨水。雖然科學家并不知道該細菌是否能夠產生降雨，但是他們已經揭示出了這些細菌產生冰晶的原理。