Die Nadeln einer Gemeinen Fichte enthalten Goldstaub. Diese überraschende Entdeckung beinhaltet eine unsichtbare Zusammenarbeit mit der mikrobiellen Welt. Diese Beobachtung eröffnet neuartige bergbauliche Perspektiven.
Die Reise des Goldes
Das im Boden vorhandene Gold löst sich im Grundwasser und wird so löslich. In dieser Form wird es von den Wurzeln der Fichte aufgenommen, und der natürliche Saftestrom transportiert diese Metallionen zu den oberirdischen Teilen. Diese Reise endet schließlich in den Nadeln, wo das Gold potenziell giftig für den Baum ist.
Endophytische Bakterien, die symbiotisch im Pflanzengewebe leben, spielen dann eine wichtige Rolle: Ihre Biofilme verändern lokal die chemischen Bedingungen in ihrer Umgebung. Diese mikroenvironmentale Veränderung begünstigt die Ausfällung des gelösten Goldes. Die Metallionen verwandeln sich dann in feste und inerte Nanopartikel.
Diese Umwandlung stellt einen natürlichen Entgiftungsmechanismus für die Pflanze dar: Durch die Verfestigung des Goldes neutralisiert sie ein Element, das potenziell schädlich für ihren Stoffwechsel ist. Nur eine Minderheit der Bäume entwickelt diesen Prozess aktiv. Diese Selektivität erklärt die Seltenheit der Beobachtungen von Nanopartikeln in den Nadeln.
Eine charakteristische bakterielle Signatur
Die Beobachtung der Nadeln zeigt eine enge Verbindung zwischen Gold und bestimmten Bakterien. Die Gold-Nanopartikel befinden sich immer in der Nähe aktiver mikrobieller Gemeinschaften. Diese Mikroorganismen bauen Biofilme auf, echte klebrige Schutzräume, in denen sie zusammenleben. Diese ständige Nähe deutet auf eine intime Zusammenarbeit hin, um das Gold einzufangen.
Die genetische Analyse identifiziert präzise die Akteure dieses Prozesses. In den goldhaltigen Nadeln sind Bakterien wie
Cutibacterium deutlich zahlreicher. Diese Arten scheinen eine einzigartige Fähigkeit zu besitzen, flüssiges Gold in feste Partikel umzuwandeln; ihre reichliche Präsenz signalisiert daher eine stattfindende Biomineralisation.
Diese Entdeckung bietet vielversprechende Anwendungen für die Suche nach Goldlagerstätten im Boden. Die Untersuchung der in Pflanzen vorhandenen Bakterien könnte Bergbauexplorationen leiten. Diese natürliche Methode würde traditionelle Techniken vorteilhaft ergänzen: Sie würde eine sowohl präzisere als auch umweltfreundlichere Prospektion ermöglichen.
Um mehr zu erfahren: Wie nehmen Bäume Metalle auf?
Bäume nehmen natürlich die in ihrer Umwelt vorhandenen Metalle durch einen kontinuierlichen Prozess auf, der im Boden beginnt. Ihre Wurzeln absorbieren Wasser, das neben essentiellen Nährstoffen verschiedene gelöste Mineralstoffe wie Metallionen enthält. Diese wässrige Mischung zirkuliert dann durch die gesamte Pflanze über ein Netzwerk spezialisierter Gefäße, ähnlich einem Kreislaufsystem. So transportiert es die Metalle von den Wurzeln bis zu den entferntesten Teilen wie Blättern oder Nadeln.
Die Menge an Metallen, die sich im Gewebe ansammelt, hängt von mehreren Umwelt- und biologischen Bedingungen ab. Die Verfügbarkeit der Elemente im Boden und dessen Säuregrad sind entscheidende Faktoren in diesem Prozess. Darüber hinaus besitzt jede Baumart und sogar jedes Individuum eigene Aufnahme- und Toleranzfähigkeiten. Bestimmte Pflanzen, die als Hyperakkumulatoren bezeichnet werden, weisen auf diesem Gebiet außergewöhnliche Leistungen auf.
Diese natürliche Fähigkeit wird von Geologen in einer Technik namens Bioprospection genutzt. Die chemische Analyse von Pflanzen ermöglicht es ihnen, indirekt das Vorhandensein von Mineralvorkommen in der Tiefe zu erkennen. Diese Methode stellt einen ökologischen Ansatz dar, um den Untergrund zu erkunden, ohne sofort graben zu müssen.
Autor des Artikels: Cédric DEPOND
Quelle: Environmental Microbiome