Интеллектуальные беседы на тему биологии, нейробиологии, генетики
Ответить
Профессор
Участник
Баланс:5793
 
Сообщения: 341
Регистрация: 26.10.2019

Бактерии, питающиеся металлами

Профессор » 20.02.2023 08:38

+
6
-
В Северной Калифорнии на руднике Айрон-Маунтин, где добывают полиметаллическую руду, работники однажды оставили инструмент на ночь в шахте. Утром обнаружили, что лопаты наполовину "съедены", а вода вокруг красная. Биологи отобрали образцы шахтных вод и нашли микроб из группы железобактерий Leptospirillum ferrooxidans.

Изображение

Эти организмы можно назвать чемпионами среди экстремофилов — существ, способных жить и размножаться в экстремальных условиях окружающей среды. Лептоспириллы обитают под землей без солнечного света, при температуре плюс 50 градусов по Цельсию, в растворе, близком к серной кислоте, насыщенном мышьяком, цинком и медью. Они образуют розовую биопленку толщиной в несколько миллиметров, которая обеспечивает им плавучесть и постоянный контакт как с воздухом, так и с водой, необходимый для сбора и переработки питательных веществ.

Для получения энергии железобактерии используют углерод и азот из воздуха, а оставшийся кислород расходуют на окисление железа, содержащегося в сульфидной руде. В процессе этой реакции образуется серная кислота, которая высвобождает еще больше металлов из породы.

Первые микробы появились на Земле примерно 3,9 миллиарда лет назад. Доступной органики в то время не было, поэтому для питания и получения энергии бактерии использовали химические соединения из окружающей среды — от водорода и метана до сложных солей металлов. Благодаря этому образовались многие горные породы и руды.

Единственная известная на сегодняшний день фотоферротрофная бактерия Chlorobium phaeoferrooxidans обитает в насыщенных углекислым газом и метаном водах африканского озера Киву. По свидетельствам геологов, примерно раз в тысячу лет здесь происходят так называемые лимнические извержения — внезапные выбросы большого объема углекислого газа, от которых гибнет все живое вокруг, кроме хлорибий.

Недавно микробиологи Калифорнийского технологического института в обычной водопроводной воде обнаружили бактерии, которые в качестве источника калорий используют марганец.

Открытие произошло случайно. Вернувшись из отпуска, ученые увидели, что замоченные в раковине пробирки покрылись бурой пленкой карбоната марганца, которая обычно образуется только в присутствии сильного окислителя. Исследователи вспомнили, что трубопроводы в некоторых районах Калифорнии нередко забиваются похожими отложениями, и предположили, что эти вещества могут иметь биологическое происхождение.

Детальное изучение привело к открытию сразу двух новых видов бактерий — Manganitrophus noduliformans и Ramlibacter lithotrophicus. Первый — дальний родственник бактерий из рода Nitrospira, которые питаются соединениями азота. Второй относится к классу бетапротеобактерий.

Ученые установили, что микробы изначально находились в грунте, откуда забирали воду. Энергию электронов марганца, высвобождающуюся при окислении металла, они используют для превращения углекислого газа в углерод — подобно тому, как растения задействуют солнечный свет для превращения CO2 и воды в сахара и кислород во время фотосинтеза.

Вдохновленные результатами американских коллег исследователи из Океанографического института Университета Сан-Паулу в Бразилии и Национального океанографического центра Великобритании решили изучить микроорганизмы, обитающие в марганцевых корках, которыми покрыты склоны подводных гор поднятия Риу-Гранди в Атлантическом океане.

Авторы пришли к выводу, что осаждение металлов на склонах подводных гор связано с деятельностью бактерий, которые используют марганец для преобразования углекислого газа в биомассу посредством процесса, называемого хемосинтезом. Один из открытых микроорганизмов принадлежит к той же группе Nitrospirae.

Ученые считают, что железобактерии, выделяющие жидкость, выщелачивающую металл, можно использовать не только на обогатительных фабриках, но и для очистки отходов горнодобывающей промышленности.

Такую технологию разработали чилийские биологи. Эксперименты показали, что при отсутствии другого источника питания бактерии Leptospirillum ferriphilum способны "съесть" железный гвоздь всего за три дня. При этом оставшийся раствор подходит для выщелачивания чистой меди из горной породы.

https://ria.ru/20230217/bakterii-1852234918.html
Поделиться:

Ответить    ПОМОЩЬ по форуму!