Într-o pădure boreală din nordul Finlandei, oamenii de știință au descoperit particule minuscule de aur în acele de molid nordic (Picea abies), potrivit earth.com.
Plantele precum molidul nordic găzduiesc parteneri microbieni minusculi care modifică chimia internă a frunzelor și acelor într-un mod pe care știința abia începe să-l înțeleagă.
Pentru prima dată, cercetătorii au făcut o legătură între bacteriile care trăiesc în interiorul acelor de molid și formarea nanoparticulelor de aur.
„Rezultatele noastre sugerează că bacteriile și alți microbi care trăiesc în interiorul plantelor pot influența acumularea de aur în arbori”, afirmă dr. Kaisa Lehosmaa, cercetător postdoctoral la Universitatea din Oulu, Finlanda.
Această descoperire deschide calea către o explorare a zăcămintelor de aur mai ecologică, iar procese microbiene similare observate la mușchi ar putea ajuta la extragerea metalelor din apele poluate de activități miniere.
Microbii din arbori pot produce aur?
Întrebarea de bază este simplă: sunt microbii din interiorul acelor de molid implicați în prezența nanoparticulelor de aur? Dacă da, ce înseamnă asta pentru plante, microbi și pentru modul în care explorăm zăcămintele de metale?
Geologii știu de mult timp că depozitele minerale eliberează ioni atunci când rocile se oxidează, iar bacteriile încep să acționeze. Acești ioni migrează în solul de suprafață, iar plantele îi absorb împreună cu apa și nutrienții – inclusiv metalele.
Cu ajutorul unor instrumente sensibile, se pot detecta acești ioni chiar și în plante sau zăpadă. Cercetătorii de la Universitatea din Oulu și Institutul Geologic al Finlandei au studiat copaci care cresc deasupra unui zăcământ de aur cunoscut din Laponia finlandeză, în apropierea minei de aur Kittilä.
Acest context sporește șansele ca urme de aur să circule prin apa din sol, din rădăcini până în ace.
„Metodele biogeochimice sunt deja utilizate în explorarea mineralelor, dar această cercetare ne oferă o înțelegere mai clară a procesului”, explică prof. Maarit Middleton de la Institutul Geologic al Finlandei.
Ace de molid și particule de aur
Echipa a colectat 138 de probe de ace de la 23 de arbori și le-a supus la două tipuri de teste.
Unul dintre teste a urmărit identificarea nanoparticulelor de aur prin microscopie electronică de scanare de înaltă rezoluție, combinată cu spectroscopie de raze X. Un punct dens și luminos care corespunde semnalului specific aurului este considerat o particulă confirmată.
Al doilea test a implicat secvențierea unei gene marker standard (ARN 16S) pentru a identifica bacteriile prezente în ace.
La patru dintre arbori, s-au identificat nanoparticule de aur în interiorul acelor. Acolo unde a fost prezent aurul, particulele se aflau adesea lângă colonii de bacterii învelite în biofilm – un strat protector și lipicios produs de bacterii pentru a trăi în comunități dense.
Amprente microbiene
Analiza ADN-ului biofilmului a indicat prezența unor grupuri bacteriene specifice asociate cu acele care conțineau aur. Taxoni precum P3OB-42, Cutibacterium și Corynebacterium erau mai frecvenți în probele pozitive la aur.
„Acest lucru sugerează că aceste bacterii specifice, asociate cu molidul, pot ajuta la transformarea aurului solubil în particule solide, direct în interiorul acelor”, explică dr. Lehosmaa.
„Este o informație utilă, deoarece identificarea acestor bacterii în frunze ar putea ajuta la detectarea zăcămintelor de aur.”
Cum formează microbii aur în arbori
Aurul prezent în sol se poate deplasa în formă ionică, dizolvat în apă. În interiorul unui ac, micro-mediile create de biofilmuri pot modifica chimia locală – creând condiții în care aurul devine mai puțin solubil și începe să formeze particule.
Plantele izolează adesea metalele pentru a nu perturba procesele vitale. Microbii, la rândul lor, beneficiază de protecția biofilmurilor și pot capta oligo-elemente în acest proces.
„Studiul nostru oferă dovezi preliminare despre modul în care aurul ajunge în frunzișul plantelor și cum se pot forma nanoparticule de aur în ace”, spune dr. Lehosmaa.
„În sol, aurul este dizolvat în apă. Această apă ajunge în acele de molid, iar microbii arborilor pot transforma aurul solubil în particule solide, de dimensiuni nanometrice.”
Nu toate arborii conțin aur – și asta e firesc
Faptul că nu toate acele au conținut particule de aur este normal. Arborii absorb apa din surse diferite, iar microbiomul lor variază de la o ramură la alta.
Ace cu mai mult aur aveau în general mai puține tipuri de bacterii, dar comunitățile microbiene nu s-au împărțit clar în două categorii. Anumite grupuri „indicator” erau doar mai frecvente în probele cu aur.
Coincidența dintre prezența particulelor de aur, bacterii și biofilmuri sugerează un rol microbian, dar nu este încă o demonstrație directă a procesului. Pentru a confirma cu certitudine, vor fi necesare experimente controlate care să urmărească pas cu pas transformarea aurului solubil în particule solide.
Ce înseamnă această descoperire
Explorarea biogeochimică implică deja analiza plantelor pentru a detecta metale ascunse în sol. Noua perspectivă adusă de microbii din interiorul frunzelor și acelor ar putea rafina acest proces.
Dacă anumite bacterii sunt corelate cu prezența aurului, identificarea lor ar putea îmbunătăți semnificativ metodele de explorare – cu mai puține foraje inutile, mai puține distrugeri ale mediului și șanse mai mari de a localiza zăcăminte.
Această abordare nu înlocuiește metodele geofizice sau geochimice tradiționale, ci le completează. În regiunile greu accesibile sau ecologic sensibile, orice indiciu suplimentar contează.
Același tip de biologie care ajută la formarea aurului în ace ar putea fi folosit și pentru extragerea metalelor din apă. Plantele acvatice și microbii lor sunt expuși direct metalelor în cursurile de apă din apropierea minelor. Dacă biofilmurile și țesuturile vegetale favorizează formarea particulelor din metale dizolvate, această chimie ar putea fi utilizată în sisteme de tratare a apelor.
„Metalele pot, de exemplu, să se precipite în țesuturile mușchilor. Studiind biomineralizarea, putem afla cum bacteriile și microbii care trăiesc în mușchi acvatici ar putea ajuta la eliminarea metalelor din apă”, explică dr. Lehosmaa, referindu-se la un alt studiu în desfășurare.
Aurul din copaci – întrebările continuă
Plantele sunt holobionți – sisteme alcătuite din organismul-gazdă și microbii săi. Acești parteneri influențează modul în care se deplasează nutrienții și oligoelementele, modul în care plantele fac față stresului și, în cazuri ca acesta, formarea mineralelor în interiorul țesuturilor.
În molizii din Laponia, microbii par să ajute la transformarea urmelor de aur în particule solide și stabile. Această „amprentă” auriferă dintr-un ac oferă indicii despre ce se află în subteran – și despre instrumente practice care pot fi folosite la suprafață.
Pentru confirmare, vor fi necesare teste directe, în timp real, care să arate cum microbii transformă aurul dizolvat în nanoparticule în condiții controlate.
Cercetările viitoare vor trebui să analizeze și alte plante, în contexte geologice diferite.
Oamenii de știință vor urmări variațiile sezoniere, vor cartografia traseele apelor subterane și vor corela amprentele microbiene cu semnalele aurului într-un mod util echipelor de explorare.
Așa funcționează știința: de la observații riguroase la metode aplicabile în teren.
În acest caz, drumul trece printr-un loc prea mult ignorat: micile „vecinătăți” unde celulele plantelor și biofilmurile bacteriene stabilesc regulile chimiei.
Studiul complet a fost publicat în revista Environmental Microbiome.
Comentează