Как мы сообщали ранее (http://www.vsegei.ru/ru/news/index.php?ELEMENT_ID=95068, http://www.vsegei.ru/ru/news/index.php?ELEMENT_ID=96653), в последние годы интерес исследователей, занимающихся вопросами генезиса рудных месторождений, а также ликвидацией загрязнения окружающей внешней среды тяжелыми металлами устойчиво переключается с геохимии на биогеохимию. Показано (в том числе экспериментально), что существуют бактерии, которые способствуют выделению (или наоборот связыванию) металлов в растворах, циркулирующих в водоемах и земной коре. Жизнедеятельность этих микроорганизмов осуществляется за счет энергии, высвобождающейся при «перезарядке» этими бактериями растворенных ионов металлических элементов. Установлено, что для своей трапезы прожорливые бактерии предпочитают распространенные поливалентные металлы, например железа и марганца, хотя некоторые виды способны существовать на такой экзотике как уран.
Сегодня мы предлагаем читателю два любопытных сюжета, отражающих самые свежие научно-исследовательские работы на эту тему. Они были отмечены практически одновременно в лентах новостей нескольких сетевых издательств.
Первый сюжет касается модной ныне экологической проблематики. Команда учёных из Ратгерского университета обнаружила в почве старой урановой обогатительной фабрики в Рифле (штат Колорадо) штамм бактерий, которые «дышат» ураном.
Вход на урановую обогатительную фабрику в Колорадо (США). Табличка предупреждает о радиоактивной опасности (фото Bill Gillette, U.S. National Archives and Records Administration)
Исследование проводилось в рамках программы Министерства энергетики США, направленной на поиски микроорганизмов, которые могут помочь очистить почву, загрязнённую ураном много лет назад. В настоящий момент проточную воду в этих районах пить небезопасно.
Бактерия, открытая группой американских учёных, стала первым известным микроорганизмом класса бетапротеобактерий, которая способна «дышать» ураном. «После того как недавно обнаруженные бактерии взаимодействуют с соединениями урана в воде, уран связывается и выпадает в осадок (т.е становится «неподвижным»), а, следовательно, уже не может загрязнять питьевую воду, поднимаемую на поверхность», – объясняет профессор Ли Керкоф (Lee Kerkhof) из Школы охраны окружающей среды и биологических наук (School of Environmental and Biological Sciences).
Если рассматривать установленный учеными эффект как химическую реакцию, то бактерии приводят к восстановлению шестивалентного иона урана. При этом Ли Керкоф заметил, что минералогические подробности процесса, приводящего к связыванию урана, учёным до сих пор не понятны до конца, они не знают, как эволюционируют штаммы обнаруженных бактерий. Однако авторы видят в своей работе большой потенциал для решения проблемы загрязнения ураном подземных вод. Научная статья об открытии была опубликована в издании PLoS ONE.
Не менее интересен, на наш взгляд, и второй сюжет, о котором коротко рассказала gazeta.ru. Здесь речь идет об активности другого вида бактерий, которые способны формировать залежи железной руды. В статье, опубликованной в журнале PNAS утверждается, что часть железорудных отложений нашей планеты являются продуктами жизнедеятельности бактерий, живших около 2,5 млрд лет назад.
Американские геологи изучили строение и генезис полосчатых австралийских железных руд (BIFs), которые представляют собой отложения, состоящие из слоев железа различного типа. В ходе работы выяснилось, что около половины объема железной руды этого объекта образовалось в результате жизнедеятельности древних микроорганизмов, которые способствовали редукции заряда ионов континентального железа и облегчали его перемещение к месту формирования BIF в глубоких областях палеобассейна.
Для лучшего понимания особенностей описанного выше процесса «биоферрогенеза» следует иметь ввиду, что в то далекое время (2,5 млрд лет назад) атмосфера планеты содержала очень мало кислорода и, судя по всему, некоторым бактериям приходилось извлекать необходимую для жизни энергию из других химических элементов. Один из авторов исследования — Кларк Джонсон (Clark Johnson) пишет: «Эти древние микроорганизмы «дышали» железом точно так же, как мы дышим кислородом. Это достаточно сложно осознать, но это именно так».
Сравнивая результаты двух обсуждаемых работ интересно отметить, что в обоих случаях деятельность бактерий ведет к редукции заряда иона металла, однако следствием этого процесса для урана является уменьшение его подвижности в водном растворе, а для железа, как раз наоборот – ее увеличение.
В обоих случаях имеет место важный практический результат.
П.Л. Смолянский, ИВЦ, ВСЕГЕИ
Источник(и): http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0123378
http://news.rutgers.edu/research-news/bacteria-could-help-clean-groundwater-contaminated-uranium-ore-processing-rutgers-study-finds/20150614
http://www.gazeta.ru/science/news/2015/06/26/n_7324181.shtml
http://www.pnas.org/content/early/2015/06/23/1505515112
