Золото на деревах: як бактерії у хвої можуть змінити пошук дорогоцінних металів

Наукова аксіома про те, що «гроші не ростуть на деревах», сьогодні потребує серйозного переосмислення. Медіа Earth.com розповіло про сенсаційне відкриття: науковці знайшли крихітні частинки золота всередині хвої європейської ялини (Norway spruce). Це явище розкриває нову, приховану роль рослин, що виходить далеко за межі фотосинтезу. 

Шлях золота: від ґрунту до голки ялини

Це значне відкриття стало результатом роботи дослідників з Університету Оулу у Фінляндії, зокрема постдокторанта Кайси Лехосмаа, спільно з Геологічною службою Фінляндії. Вчені сфокусувалися на деревах, що зростають у бореальному лісі на півночі країни, безпосередньо над відомим покладом золота, який є супутниковим родовищем копальні Кіттіля. Таке розташування суттєво підвищувало шанси на те, що навіть мізерні кількості золота можуть транспортуватися ґрунтовими водами до коренів, а потім — до хвої.

Геологи давно знають, що мінеральні поклади, окислюючись, виділяють іони, у чому також допомагають бактерії. Ці іони, включаючи золото, рухаються з водою і потрапляють у поверхневі шари ґрунту. Рослини кореневою системою поглинають метали у розчинній, іонній формі разом із водою та поживними речовинами. Золото мігрує з коренів вгору, і за допомогою чутливих приладів його можна виявити навіть у тканинах рослин чи снігу.

Мікробний механізм осадження: де відбувається алхімія

Підписуйтеся на наші соцмережі

Ключовим моментом, вперше доведеним вченими, є роль мікроорганізмів, які живуть всередині ялинової хвої. Рослина функціонує як голобіонт — інтегрована система господаря та його мікробних партнерів. Ці партнери керують тим, як поживні речовини та мікроелементи переміщуються і, як виявилося, впливають на формування мінералів у тканинах.

Вчені зібрали 138 зразків хвої з 23 ялин та провели їхній аналіз за двома основними напрямками. Перший напрямок використовував скануючу електронну мікроскопію та рентгенівську спектроскопію для пошуку наночастинок золота. У чотирьох дерев були підтверджені наночастинки. Ці частинки часто локалізувалися поруч із кластерами бактеріальних клітин, вбудованих у біоплівку.

Саме тут і відбувається процес перетворення: біоплівки створюють захисні мікросередовища, здатні змінювати локальну хімію всередині клітин хвої. Зміна умов призводить до того, що розчинене іонне золото стає менш розчинним і починає осаджуватися у тверду, нанорозмірну форму. Таким чином, мікроби допомагають ялині «заблокувати» крихітні частинки золота у безпечну, тверду форму. Вчені припускають, що мікроби отримують вигоду від прихистку в біоплівках і можуть попутно захоплювати мікроелементи.

Ідентифікація мікробів-індикаторів та практична цінність

Другий напрямок дослідження полягав у секвенуванні ДНК (16S рРНК) для картування бактеріальної спільноти. ДНК-аналіз біоплівок виявив, що таксони, такі як P30B-42, Cutibacterium та Corynebacterium, були більш поширеними у хвоїнках, де було підтверджено золото. Це вказує на те, що саме ці специфічні, асоційовані з ялиною, бактерії можуть допомагати трансформувати розчинне золото у тверді частинки. Хоча це лише кореляція, а не пряме спостереження процесу в реальному часі, вона відкриває шлях до практичних застосувань.

Нова ера екологічної геологорозвідки

Це відкриття додає мікробний аспект до вже існуючої біогеохімічної розвідки. Дослідження мікробіому рослин — це новий інструмент, який може загострити рослинні геологорозвідувальні дослідження.

Крім того, той самий біологічний механізм, що формує метали у хвої, може бути використаний для очищення води. Мікроби, що живуть у водних рослинах (наприклад, мохах), можуть допомогти вилучати метали із забруднених вод поблизу шахт.

Майбутнє дослідження: від хвої до надійного методу

Для перетворення цього спостереження на надійний метод необхідні подальші кроки. Потрібні прямі експерименти, які у контрольованих умовах покажуть, як мікроби формують наночастинки.

Майбутні дослідження також повинні будуть вийти за межі ялини і протестувати інші види рослин над різними покладами та типами гірських порід. Вченим потрібно буде відстежити сезонні зміни, детально картувати маршрути ґрунтових вод і надійно пов’язати мікробні «відбитки» із золотими сигналами у форматі, придатному для використання польовими геологорозвідувальними групами.

Це відкриття ще раз підкреслює, що багато ключових хімічних та геологічних процесів відбуваються у мікросвіті, де клітини рослин і мікробні біоплівки встановлюють правила для хімії. Цей крихітний запис всередині хвої є своєрідним геологічним натяком і водночас практичним інструментом, який може змінити підхід до пошуку дорогоцінних металів.

Цей матеріал підготовлений на основі інформації з відкритих джерел. Редакція самостійно відбирає ключові факти, аналізує їх та структурує за допомогою AI-інструментів.