Новое исследование впервые обнаружило связь между бактериями, обитающими в хвое норвежской ели, и наночастицами золота
Это открытие может проложить путь к экологически чистым методам поиска золота. Изучение аналогичных процессов в мхах также может помочь в удалении металлов из вод, загрязнённых в результате добычи полезных ископаемых.
Исследование
Исследование под названием «Биоминерализованные наночастицы золота вместе с эндофитными бактериальными таксонами в хвое ели обыкновенной (Picea abies)» было опубликовано в журнале Environmental Microbiome.
Цитата исследователя
«Наши результаты показывают, что бактерии и другие микробы, живущие внутри растений, могут влиять на накопление золота в деревьях», — говорит научный сотрудник Кайса Лехосмаа из Университета Оулу (Финляндия).
Известные факты
Давно известно, что месторождения минералов выделяют ионы в результате окисления и активности бактерий. Эти ионы мигрируют в поверхностные почвы, где растения поглощают воду и питательные вещества. Поэтому металлы можно обнаружить в растениях или даже в снегу с помощью чувствительных приборов.
Применение биогеохимических методов
«Такие биогеохимические методы уже использовались при разведке полезных ископаемых, но это новое исследование углубляет наше понимание того, что на самом деле происходит в процессе», — объясняет профессор исследований Маарит Миддлтон из Геологической службы Финляндии (GTK).
Роль эндофитных микробов
Растения содержат в своих тканях множество видов микробов. «Эти так называемые эндофитные микробы могут играть роль в процессах биоминерализации растений», — отмечает профессор Анна Мария Пиртилä из Университета Оулу.
Биоминерализация
При биоминерализации неорганические вещества и минералы, такие как золото, накапливаются и затвердевают внутри тканей растений в рамках защитных механизмов растений. Однако процесс биоминерализации остаётся малоизученным — он не всегда происходит, а когда происходит, может быть спорадическим и локализованным.
Значение исследования
Выявление механизмов и факторов, лежащих в основе биоминерализации, имеет ключевое значение для понимания источников элементов и разработки приложений на основе растений в биогеохимических исследованиях и не только.
«Наше недавнее исследование предоставляет предварительные доказательства того, как золото попадает в побеги растений и как наночастицы золота могут образовываться внутри хвои», — объясняет доктор Лехосмаа. «В почве золото присутствует в растворимой жидкой форме. Переносимое водой золото попадает в хвою ели. Микробы дерева затем осаждают это растворимое золото обратно в твёрдые наноразмерные частицы».
Ограничения
Эта золотая пыль, однако, не видна невооружённым глазом, а наночастицы размером всего в миллионную долю миллиметра слишком малы для сбора в коммерческих целях.
В исследовании учёные из Университета Оулу и Геологической службы Финляндии собрали 138 образцов хвои с 23 елей на спутниковом месторождении полезных ископаемых на золотом руднике Киттиля в Финляндии. В четырёх деревьях наночастицы золота были найдены внутри хвои, окружённые бактериальными биоплёнками. Секвенирование ДНК этих биоплёнок показало, что определённые группы бактерий, такие как P3OB-42, Cutibacterium и Corynebacterium, чаще встречались в иглах, содержащих золото.
«Это говорит о том, что эти специфические бактерии, ассоциированные с елью, могут способствовать преобразованию растворимого золота в твёрдые частицы внутри хвои. Это открытие полезно, поскольку скрининг таких бактерий в листьях растений может облегчить поиск золота», — говорит доктор Лехосмаа.
Перспективы
Результаты исследования закладывают основу для био- и экологически чистых методов разведки полезных ископаемых. Подобные подходы могут быть применены и к другим минералам и растениям, помимо ели. «Металлы могут, например, осаждаться в тканях водных мхов. Изучение биоминерализации также позволяет нам исследовать, как бактерии и микробы, живущие в водных мхах, могут помочь удалить металлы из воды», — говорит доктор Лехосмаа.
Предоставлено Университетом Оулу.