Если поставить воду в холодильник, то она может остаться жидкой и при нескольких градусах ниже нуля. Такая переохлаждённая
вода нестабильна и мгновенно превращается в лёд при лёгком встряхивании. А если взять очень чистую, дистиллированную воду, то она может не замёрзнуть даже при морозе в минус двадцать градусов, а то и ниже.
Лучше называть ноль градусов не точкой замерзания воды, а точкой плавления льда.
Мелкие капельки дистиллированной воды в облаках замерзают с ещё большим трудом, они остаются жидкими даже при минус тридцати. Такие облака очень опасны для самолётов и вертолётов: переохлаждённые капли разбиваются о винт и крылья и мгновенно превращаются в прочный лёд, а обледенение самолёта может привести к крушению. Зимой нередко случается дождь, тогда капли переохлаждённой воды вызывают обледенение проводов и ветвей деревьев.

Ещё труднее замораживается вода, в которую добавлены соль или спирт. В листьях растений много воды, но она не замерзает при очень низких температурах, поэтому почки азалий, например, выдерживают холода до минус пятнадцати, а древесина вязов может охлаждаться даже до минус сорока пяти градусов. Но такое случается далеко не со всеми растениями. Ботаник Джон Лукас провёл измерения и показал, что лимоны могут замерзать даже при слабом морозе всего в минус полтора градуса. Впоследствии агроном Пауль Хоппе доказал, что нестойкость к лёгким заморозкам у кукурузы может передаваться от растения к растению как инфекция! Началась охота за неизвестным микробом, который поражает растения болезнью "хладонестойкости".

Студент-биолог Стивен Линдоу из Висконсинского университета охотился очень методично: он делал много-численные растворы из листьев и травы, наносил их на кукурузу и проверял её на морозоустойчивость в специальной холодильной камере. Полтора года экспериментов ни к чему не привели: поймать невидимый микроб не удавалось. Но Линдоу, несмотря на молодость, проявил себя настоящим учёным - он, совмещая учёбу и эксперименты (как говорят, ел быстро и спал мало), проводил всё новые и новые серии тестов. Однажды зимой друзья вытащили Линдоу из лаборатории покататься в выходные дни на лыжах. Студент отправился на прогулку с неохотой, прервав эксперимент на середине. Вернувшись в лабораторию в понедельник, Стивен разразился ругательствами в адрес своих беспечных друзей: экстракт из листьев, который он приготовил, но ещё не испытал на
кукурузе, стал за несколько дней мутным и явно испортился. Линдоу всё-таки довёл тест до конца и поразился тому, что увидел: половина листьев кукурузы, обработанной "испорченным" экстрактом, оказалась повреждена самым незначительным заморозком. Значит, микроорганизмом, за которым он охотился, оказалась бактерия, за несколько дней размножившаяся в экстракте из листьев. При тестах она выдала себя "с головой". Линдоу быстро провёл лабораторные исследования и идентифицировал коварную бактерию как Pseudomonas syringae - Псевдомонас сирингае. Это была победа. Враг найден, но как он ухитряется понизить сопротивляе-мость растения морозам? Это оставалось загадкой.

Исследователи отметили ещё одну интересную особенность: чашки с культурой различных бактерий хранились в холодильнике. Как-то он забарахлил и остудил образцы чуть ниже нуля. Все растворы оказались жидкими, за исключением чашек с культурой пойманной бактерии, которая замёрзла. Свойства загадочной бактерии стали проясняться после того, как ботаники узнали о независимых исследованиях метеорологов, занимавшихся проблемой образования града при сравнительно тёплых температурах. Действительно, почему капли воды одного облака превращаются в град при почти нулевой температуре, а капли другого облака остаются жидкими даже при минус тридцати? Специалисты знали, что вода замерзает при появлении в ней центров кристаллизации, в качестве которых могут выступать, например, частицы пыли. Метеоролог Габор Вали исследовал замерзание воды, добавляя к ней вулканический пепел и другие порошки. Самая высокая температура замерзания оказалась у воды, полученной из грязного снега с детской площадки. Учёный доказал, что легче всего вода замерзает при добавлении в неё обычной почвы, содержащей органические вещества. Но какие именно?
Эстафету охоты на таинственное органическое вещество, которое вызывает опасный град, перехватил учёный Рассел Шнель из университета Вайоминга. Он добавлял в замерзающую воду различные почвы, растёртые свежие, а также сухие листья тополя и ольхи - и измерял, измерял... Удивительно, но в его исследования тоже вмешался случай. Однажды Рассел спешил на вечеринку и не успел проверить на замораживаемость один из образцов - воду с измельчённой травой. Экспериментатор оставил образец в пластиковом мешке. Несколько дней спустя он увидел, что вода в нём сильно помутнела. Шнель протестировал жижу - температура её замерзания оказалась всего минус полтора градуса!

Учёный понял, что за замерзание отвечает какой-то живой микроор-ганизм, и обратился к профессору Марте Кристенсен. Вместе со своими студентами она выделила из мутного раствора шестьдесят пять видов грибков и сто видов бактерий. Затем они разделили эти виды микроорганизмов и исследовали их порознь. Два года исследований увенчались успехом: за быстрое замерзание воды отвечал всего один вид бактерий: та же самая Pseudomonas syringae. В те времена не было электронной связи, информационных систем и киберсекретарей; письма на бумаге отправляли медленной почтой, исследования печатались в разных бумажных журналах, причём ботаники обычно читали свои журналы, а метеорологи свои. Но, хоть и с опозданием, биологи и физики узнали, что одна и та же бактерия отвечает за биологический эффект вымерзания растений и за физический эффект быстрого льдообразования в облаках:
Джон ЛУКАС - биолог, сотрудник Кали-форнийского университета.
Пауль ХОППЕ - агроном, специалист по кукурузе.
Стивен ЛИНДОУ-американский биохимик и бактериолог, профессор Калифорнийского университета.
Габор БАЛИ - исследователь атмосферных процессов, профессор университета Вайоминга.
Рассел ШНЕЛЬ - исследователь атмосферы, сотрудник Национального агентства по исследованиям океана и атмосферы (NOAA).
Марта КРИСТЕНСЕН - профессор кафедры ботаники университета Вайоминга.
Андрей КАЯВА - русский биофизик, сотрудник Национального центра научных исследований Франции.

Но это ещё не конец истории. Оставалось ответить на вопрос: как обнаруженная бактерия может управлять льдом? Исследователи установи-ли, что её оболочка покрыта особым белком. Но лишь спустя двадцать лет после "поимки" Pseudomonas syringae русский биофизик Андрей Каява и американский биолог Стивен Линдоу выяснили, почему этот белок позволяет бактерии властвовать над градом и растениями. Оказывается, оболочка бактерии имитирует структуру льда, "прикидываясь" поверхностью ледя-ного кристалла. Этим она обманывает молекулы воды, которые пристраиваются к "фальшивому" льду, и на поверхности бактерии начинает расти настоящий острый ледяной кристалл, похожий на грозное оружие - кинжал.
Способность выращивать ледяной кристалл на оболочке - очень полезное свойство бактерий. Они добывают себе пищу, опустошая питательные кладовые растения, - выедают внутренности клеток. Но переходить из клетки в клетку бактериям трудно - растительные клетки отделяются одна от другой твёрдыми стенками. Именно они отвечают за прочность листа и самой древесины.
Бактерия Pseudomonas syringae выращивает ледяной рог и легко протыкает им жёсткие оболочки клеток, разрушая их и добавляя себе и своему потомству жизненное пространство. Листья кукурузы, поражённые "ледяной" бактерией, быстро чернеют и гниют, разрезаемые изнутри миллионами острых ледяных кинжалов. Засохшие листья осыпаются, и бактерии смешиваются с почвой. Если поднимается ветер, то бактерии попадают в воздух и в облака. Лёд послушно образуется на оболочке бактерий даже в тучах - так возникает град, который возвращает бактерии на землю. Заодно град повреждает расте-ния, делая их ещё более беззащитными перед микробами, умеющими выращивать ледяные ножи.

Учёные, узнав коварного врага в лицо, не медлили - генетики стали выводить микробов, которые вытесняют бактерий - повелителей льда, но сами они не повреждают растения. А химики сумели синтезировать ве-щество, действующее аналогично белку на оболочке Pseudomonas syringae. Метеорологи стали использовать его для управления осадками и предотвращения крупного града.
Вот с какой пользой поохотились учёные на таинственного микроба, замораживающего воду! Интересно, что эта бактерия выполняет и полезную функцию - благодаря ей упавшие осенние листья быстрее гниют и возвращают накопленные питательные вещества в почву.

Ник. Горькавый.