翻云覆雨的微生物 _小知识

水是生命之源， “久旱逢甘露”甚至被人们视作人生“四大幸事”之一。但是大自然要把送上云层的水再收回地面并不是一件容易的事。在过去，很多文化中通过舞蹈、献祭来向上苍求雨。可见人力在自然气候的面前常常被动、无力。但是，如果明白了雨是怎么从天而降的，或许我们就可以在求雨这件事上获得一定的主动权。

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下雨的奥秘
天上飘摇的一朵朵云彩，既熟悉又神秘。空中的水蒸气凝结成为小的水滴或冰晶，聚集在一起就形成了这些看上去绵软飘忽的云朵。在这一过程中，空气中一种悬浮的微粒——气溶胶加速了云的形成。气溶胶微粒给了水分子以依靠，水分子热切地聚集在这些气溶胶之上。可是，为什么同样是云，有些时候降下的是倾盆大雨，有些时候却一滴也落不下来呢？
归根到底，这取决于冰的形成。当云中的小液滴凝聚得比较大，大到足够克服大气上升气流的“托力” ，这时云就会产生雨或者雪。多数时候，下降的过程中，水滴会放热结冰，而这些冰晶增长的速度比液滴要快得多，也就意味着它们会更快达到可以下降的重量，而不会作为水蒸气蒸发消失掉。虽然听起来可能有点奇怪，可是大气中纯水可以在-40℃的温度下仍旧以液态形式存在，所以云中的水滴想要变成冰晶还得借助外力。
这种帮助往往会以“冰核”的形式出现。空气中的固体颗粒物为周围的水分子提供了一个聚集的核心，水分子围绕着这一核心排列成冰晶体的晶格结构。天空中蕴含着丰富的“冰核”颗粒物，来自海洋的盐和从沙漠风中飘散的矿物粉尘都可以充当这样的“冰核” 。但是这些颗粒在温度高于-15℃的时候也没办法让水滴结晶，而半数从陆地形成的云内部温度都高于这个值，所以一定有别的一些物质在帮助这些云完成降水。

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“冰核”里的微生物
这些“制冰者”谜一般的身份让美国植物病理学家戴维·桑兹十分好奇。上世纪70年代，桑兹在研究植物疾病时，收集了云层之上的空气样本。通过这次采样，他不仅明白了麦田疫病的由来，还发现了下雨的奥秘——下雨是因为云端的微生物引起的。
桑兹在云层之上的空气样本中发现了一种叫做丁香假单胞菌的叶栖细菌。这种细菌能够在相对温暖的条件下使水结冰，成为促使水滴结冰的催化剂。这也许和它进入植物组织的方式有点关系：在温度较高的时候，细菌能够激发蛋白质“造冰” ，尖锐的冰晶穿透植物的叶子，撕开细胞，这样这些细菌就可以从中取食养分。桑兹猜想，随水汽飘上云端的丁香假单胞菌催生了云端的雨水。
可是，当时许多大气科学家对桑兹这种猜想并不认同，他们都更关注粉尘和烟尘的作用，不愿意去听一个植物病理学家“班门弄斧” 。