Bacteriën kunnen de accumulatie van gouden nanodeeltjes in sparrenboomnaalden beïnvloeden

Een nieuwe studie heeft voor het eerst een verband blootgelegd tussen bacteriën die in Noorwegen sparren en gouden nanodeeltjes wonen. Deze ontdekking zou de weg kunnen effenen voor milieuvriendelijke methoden voor goudverkenning, terwijl het onderzoeken van vergelijkbare processen in mossen ook kan helpen metalen uit mijnbouwwateren te verwijderen.

De studie, “biomineraliseerde gouden nanodeeltjes samen met endofytische bacterietaxa in naalden van Noorwegen sparren (Picea Abies)”, was gepubliceerd in Milieu -microbioom.

“Onze resultaten suggereren dat bacteriën en andere microben die in planten leven de accumulatie van goud in bomen kunnen beïnvloeden”, zegt postdoctoraal onderzoeker Kaisa Lehosmaa van de Universiteit van Oulu, Finland.

Het is al lang bekend dat minerale afzettingen ionen vrijgeven door oxidatie en bacteriële activiteit. Deze ionen migreren naar oppervlaktebodems, waar planten water en voedingsstoffen absorberen. Daarom kunnen metalen worden gedetecteerd in planten – of zelfs sneeuw – met behulp van gevoelige instrumenten.

“Dergelijke biogeochemische methoden zijn al gebruikt bij minerale exploratie, maar dit nieuwe onderzoek verbetert ons begrip van wat er in het proces gebeurt”, legt onderzoeker -professor maardleton uit de Geological Survey of Finland (GTK) uit.

Planten herbergen een breed scala aan microbiële soorten in hun weefsels. “Deze zogenaamde endofytische microben kunnen een rol spelen bij de biomineralisatieprocessen van planten”, merkt professor Anna Maria Pirttilä van de Universiteit van Oulu op.

Bij biomineralisatie verzamelen anorganische stoffen en mineralen, zoals goud, in plantenweefsels en stollen ze in plantenweefsels als onderdeel van de afweermechanismen van de plant. Het biomineralisatieproces blijft echter slecht begrepen – het komt niet altijd voor, en wanneer dat wel het geval is, kan het sporadisch en gelokaliseerd zijn.

Het identificeren van de mechanismen en factoren achter biomineralisatie is de sleutel tot het begrijpen van elementaire bronnen en het ontwikkelen van plantaardige toepassingen in biogeochemisch onderzoek en daarbuiten.

“Onze recente studie biedt voorlopig bewijs van hoe goud naar plantenscheuten gaat en hoe gouden nanodeeltjes in naalden kunnen vormen,” legt Dr. Lehosmaa uit. “In de bodem is goud aanwezig in een oplosbare, vloeibare vorm. Gedragen door water, het goud beweegt in sparrennaalden. De microben van de boom kunnen vervolgens dit oplosbare goud terug in stevige, nanosized deeltjes neerslaan.”

Dit gouden stof kan echter niet worden gezien met het blote oog en de nanodeeltjes – slechts een miljoenste van een millimeter groot – zijn veel te klein om te worden verzameld voor commercieel gebruik.

In de studie verzamelden onderzoekers van de University of Oulu en Geological Survey Finland 138 naaldmonsters van 23 sparrenbomen op een satellietminerale afzetting van de kittilä -goudmijn in Finland. In vier bomen werden gouden nanodeeltjes gevonden in de naalden, omgeven door bacteriële biofilms. DNA-sequencing van deze biofilms onthulde dat bepaalde bacteriegroepen-zoals P3OB-42, Cutibacterium en Corynebacterium-vaker voorkwamen in goudbevattende naalden.

“Dit suggereert dat deze specifieke sparren-geassocieerde bacteriën kunnen helpen om oplosbaar goud te omzetten in vaste deeltjes in de naalden. Dit inzicht is nuttig, omdat screening op dergelijke bacteriën in plantenblaadjes goudverkenning kan vergemakkelijken,” zegt Dr. Lehosmaa.

De bevindingen bieden een basis voor bio-gebaseerde en milieuvriendelijke methoden voor minerale exploratie. Soortgelijke benaderingen kunnen ook worden toegepast op andere mineralen en in planten voorbij sparren. “Metalen kunnen bijvoorbeeld neerslaan in mosweefsels. Het bestuderen van biomineralisatie stelt ons ook in staat om te onderzoeken hoe bacteriën en microben die in aquatische mossen wonen kunnen helpen metalen uit water te verwijderen”, zegt Dr. Lehosmaa.