Bakterien in Fichtennadeln fördern die Bildung von Gold-Nanopartikeln

Finnische Forscher haben ein bemerkenswertes Beispiel für die Synergie zwischen der Pflanzenwelt und der Mikrobiologie aufgedeckt, das die Anreicherung eines Edelmetalls betrifft. Es wurde festgestellt, dass Bakterien, die in den Nadeln der Gemeinen Fichte (Picea abies) leben, aktiv an der Entstehung von Gold-Nanopartikeln beteiligt sind. Diese Erkenntnis, die in der wissenschaftlichen Fachzeitschrift BMC Microbiology veröffentlicht wurde, zwingt uns, unsere bisherigen Vorstellungen über die komplexen Wechselwirkungen zwischen unterirdischen Lagerstätten, der Flora und Mikroorganismen zu überdenken.

Das Expertenteam, bestehend aus Wissenschaftlern der Universität Oulu und des Geologischen Dienstes Finnlands, führte eine akribische Untersuchung durch. Sie sammelten insgesamt 138 Nadelproben von 23 Fichten, die in unmittelbarer Nähe des größten Goldabbaubetriebs Europas, der Kittilä-Mine, wuchsen. In den Proben, die von vier dieser Bäume stammten, konnten mikroskopisch kleine Goldpartikel nachgewiesen werden, die in Biofilmen eingeschlossen waren, welche von den Bakterien gebildet wurden. Eine anschließende DNA-Analyse der "goldführenden" Proben enthüllte eine Dominanz spezifischer mikrobieller Gattungen, insbesondere Cutibacterium und Corynebacterium.

Der identifizierte Mechanismus lässt sich wie folgt zusammenfassen: Aus dem Erdinneren ausgewaschene, lösliche Goldionen werden von den Wurzeln aufgenommen und in die Nadeln transportiert. Dort bewirken endophytische Bakterien, dass die gelöste Substanz ausfällt und wieder in einen festen Zustand übergeht, wodurch Nanopartikel von der Größe weniger Nanometer entstehen. Obwohl die Menge dieses natürlichen „Ertrags“ keinen kommerziellen Wert besitzt, eröffnet der Mechanismus selbst völlig neue Perspektiven für die geologische Prospektion. Dieses Phänomen, bekannt als Biomineralisation, wurde zwar bereits früher beobachtet – etwa in den Blättern des australischen Eukalyptus –, doch stellt dies die erste direkte Bestätigung einer Verbindung zu einer dauerhaften mikrobiellen Gemeinschaft innerhalb der Pflanze selbst dar.

Das Verständnis dieses Prozesses könnte als Katalysator für die Entwicklung umweltverträglicher Methoden zur Suche nach wertvollen Ressourcen dienen und einen harmonischeren Ansatz zur Erforschung des Erdinneren ermöglichen. Parallel zu dieser Entdeckung nutzt die Menschheit bereits seit Langem verwandte Prozesse im industriellen Maßstab. Die Technologie der bakteriellen Laugung (Biohydrometallurgie), die auf der Fähigkeit von Mikroorganismen basiert, Sulfide zu oxidieren, beschleunigt die Freisetzung von Gold aus schwer aufschließbaren Erzen. Beispielsweise wurde in der UdSSR bereits im Jahr 1974 die erste Pilotanlage zur biohydrometallurgischen Aufbereitung in Betrieb genommen. Heutzutage werden derartige Verfahren, wie etwa in der Olympiadinskoye-Lagerstätte, eingesetzt, um das Metall zu gewinnen, das in einer Sulfidhülle eingeschlossen ist.