Bacteriën in de naalden van de fijnspar dragen bij aan de vorming van gouden nanodeeltjes

Finse wetenschappers hebben een opvallende synergie ontdekt tussen het plantenrijk en de microbiologie met betrekking tot de accumulatie van edelmetalen. Zij stelden vast dat specifieke bacteriën, die huizen in de naalden van de gewone fijnspar (Picea abies), een actieve rol spelen bij de creatie van goudnanodeeltjes. Dit baanbrekende inzicht, gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift BMC Microbiology, dwingt ons om onze opvattingen over de complexe wisselwerking tussen ondergrondse afzettingen, flora en micro-organismen te herzien.

Een gespecialiseerd team van de Universiteit van Oulu en de Geologische Dienst van Finland (Geologian tutkimuskeskus) voerde een gedetailleerd onderzoek uit. Ze verzamelden 138 naaldmonsters van 23 fijnsparren die groeiden in de onmiddellijke nabijheid van de Kittilä-mijn, de grootste goudwinningslocatie van Europa. In de monsters afkomstig van slechts vier bomen werden microscopisch kleine gouddeeltjes aangetroffen. Deze deeltjes waren ingebed in biofilms die door de bacteriën waren gevormd. DNA-analyse van deze 'goudhoudende' monsters onthulde de overheersing van bepaalde microbiële geslachten, met name Cutibacterium en Corynebacterium.

Het vastgestelde mechanisme is fascinerend en verloopt als volgt: oplosbare goudionen, die uit de diepe ondergrond spoelen en door de wortels worden opgenomen, worden naar de naalden getransporteerd. Daar zorgen endofytische bacteriën ervoor dat de opgeloste stof neerslaat en terugkeert naar een vaste toestand, waarbij nanodeeltjes van slechts enkele nanometers groot worden gevormd. Hoewel de hoeveelheid van deze natuurlijke 'oogst' geen commerciële waarde heeft, opent het mechanisme wel nieuwe perspectieven voor geologisch onderzoek. Dit fenomeen, bekend als biomineralisatie, was eerder al waargenomen, bijvoorbeeld in de bladeren van Australische eucalyptusbomen. Echter, dit is de eerste keer dat een direct verband wordt gelegd met een permanente microbiële gemeenschap binnenin de plant zelf.

Het doorgronden van dit proces kan dienen als een katalysator voor de ontwikkeling van milieuvriendelijke methoden voor het opsporen van waardevolle grondstoffen, wat een harmonieuzere benadering van het exploreren van de aardkorst mogelijk maakt. Parallel aan deze ontdekking maakt de mensheid al lang gebruik van verwante processen op industriële schaal. De technologie van bacteriële uitspoeling (leaching), die gebaseerd is op het vermogen van micro-organismen om sulfiden te oxideren, versnelt de vrijgave van goud uit moeilijk te verwerken ertsen. Zo werd in de USSR in 1974 de eerste proefinstallatie voor biohydrometallurgische verwerking in gebruik genomen. Vandaag de dag worden dergelijke technieken, zoals toegepast bij de Olympiadinskoye-afzetting, ingezet om metaal te winnen dat is ingesloten in een sulfideomhulsel.