Rotting Fungus Creëert Beautiful, Glistening 'Hair Ice'

{h1}

Een eeuwige puzzel over hoe delicate lokken van glinsterende ijs barstend door rottende boomtakken, zoals haarkoppen, dichterbij worden opgelost.

Een eeuwige puzzel over hoe delicate lokken van glinsterende ijs barstend door rottende boomtakken, zoals haarkoppen, dichterbij worden opgelost.

De strengen, 'haarijs' genaamd, bestaan ​​alleen als koudetolerante schimmels aanwezig zijn en wetenschappers begrijpen nu hoe de schimmels de ijsgroei kunnen stimuleren.

Alfred Wegener, beroemd om zijn continentale drifttheorie, identificeerde en bestudeerde haarijs eerst in 1918. Destijds vermoedde hij dat de ijsvorming verband hield met de aanwezigheid van mycelium - de wortels van een schimmel die leeft op rottend hout en voedingsstoffen opneemt, een bleke, witte, spinnenwebachtige coating vormen. Pas ongeveer 90 jaar later ontdekten onderzoekers echter dat de schimmelwortels vitale voorlopers van haarijs waren. Na het behandelen van met mycelium bedekt hout met een fungicide of onderdompelen in broeiend water, groeide haarijs niet, vonden ze. [Zie verbluffende foto's van haarijs]

"Dezelfde hoeveelheid ijs wordt geproduceerd op hout met of zonder schimmelactiviteit, maar zonder deze activiteit vormt het ijs een korstachtige structuur," Christian Mätzler, een co-auteur van de studie en professor emeritus aan het Instituut voor Toegepaste Fysica aan de Universiteit van Bern in Zwitserland, zei in een verklaring.

De schimmel helpt het ijs uitgroeien tot dunne haren met diameters van slechts 0,01 millimeter (0.0004 inch), en helpt de strengen in deze vorm meerdere uren bij temperaturen dicht bij 32 graden Fahrenheit (0 graden Celsius) te houden, voegde hij eraan toe.

Onderzoekers gaven de schuld van de eeuwenlange uitgestelde verklaring voor hoe haarijs groeit op zijn kortstondige aard en noordelijke bereik - de glimmende draden groeien voornamelijk op breedtegraden tussen 45 en 55 graden noordwaarts door landen zoals Canada, Frankrijk, Duitsland, India, Ierland, Nederland, Rusland, Schotland, Slovenië, Zweden, Zwitserland, de Verenigde Staten en Wales. [Kijk hoe haar ijs groeit in Time-Lapse-video]

"Haarijs groeit meestal 's nachts en smelt weer wanneer de zon opkomt", zegt Gisela Preuß, een bioloog aan het Wiedtal-Gymnasium in Neustadt, Duitsland, die enkele van de haarijsfoto's van de nieuwe studie heeft gemaakt. "Het is onzichtbaar in de sneeuw en onopvallend in rijp."

Op jacht naar haarijs

"Toen we haar voor het eerst zagen op een boswandeling, waren we verrast door de schoonheid ervan," zei Mätzler. Hoewel het haarijs meestal smelt op dezelfde dag dat het haar vormt, als de temperatuur onder het vriespunt blijft en de lucht vochtig is, "kan het langer duren, maar dan vervaagt het", vertelde Preuß WordsSideKick.com in een e-mail.

In de nieuwe studie onderzocht Preuß monsters dood hout die haarijs droegen uit de winters van 2012, 2013 en 2014 in bossen bij Brachbach in het westen van Duitsland. Ze bekeek de stukjes hout onder een microscoop en vond 11 verschillende soorten schimmels. Eén soort - Exidiopsis komt tevoorschijn - verscheen in elk monster.

"Soortgelijke ijsformaties zijn bekend uit de grond en dode stengels van sommige planten, maar tot nu toe is er geen hint [van] de aanwezigheid van een schimmel in deze gevallen," zei Preuß.

Van rottend hout tot haarijs

De onderzoekers analyseerden ook het gesmolten haarijs en vonden fragmenten van de organische verbindingen lignine en tannine. Lignine, dat wordt aangetroffen in vaatplanten, waaronder landplanten als mossen en coniferen, vormt ongeveer 20 tot 30 procent droog hout en geeft hout zijn hardheid en weerstand tegen rotting. Tannine komt ook veel voor in vaatplanten en beschermt planten tegen herbivoren, die een hekel hebben aan de samentrekkende smaak.

Bepaalde schimmels en bacteriën kunnen echter het enzym lignase afscheiden en de lignine afbreken, waardoor ze rot worden met vochtige, zachte en sponsachtige schors die er wit of geel uitziet. Witrot kan de effecten van schimmels verbeteren - de helderheid van haarijs op hout neemt toe naarmate het hout uiteenvalt, constateerden de onderzoekers, omdat het ontbindende hout helderder is. [Ice World: Gallery of Awe-Inspiring Glaciers]

Schimmel werkt ook als een haarspray door de fragiele ijsharen te vormen en de strengen op hun plaats te houden, terwijl lignine waarschijnlijk herkristallisatie voorkomt, wat de conversie van kleine ijskristallen naar grotere is.

Het haarijs wordt ook beïnvloed door de structuur van het hout waaruit het haar straalt, onthulde de nieuwe studie. Bosjes kunnen vanuit een tak naar buiten groeien en een middenstuk vormen dat erg op mensenhaar lijkt en zich recht kan uitstrekken of naar de tak kan krullen. Het laatste radiale groeipatroon komt vaker voor en lijkt een verlengstuk te zijn van de natuurlijke stralen die in hout stralen. Alle strengen groeien 10.000 keer langer dan ze dik zijn.

De onderzoekers ontdekten ook dat de wortel van het haarijs - een kristallisatiekern genoemd - waarschijnlijk bestaat uit lignine en tannine. Wanneer de luchttemperatuur voldoende daalt, bevriest water in kristallisatiekernen op het hout. Vervolgens creëren de kernen een doorgang voor water om uit de poriën van het hout te sijpelen en zich uit te strekken tot ijsharen.

In toekomstig onderzoek willen de onderzoekers de details van de verbinding tussen de schimmel en haarijs verfijnen.

"Ik zou graag mensen willen laten inzien dat wetenschap onvergetelijk mooi kan zijn zonder dat ze relevant zijn voor dingen die van belang zijn in menselijke behoeften," vertelde Mätzler WordsSideKick.com in een e-mail.

De studie werd gepubliceerd 22 juli in het tijdschrift Biogeosciences.

Elizabeth Goldbaum is aan de gang tjilpen. Volg WordsSideKick.com @wordssidekick, Facebook & Google+. Origineel artikel gepubliceerd op WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com