雲杉針葉中的細菌有助於形成黃金奈米粒子

芬蘭科學家揭示了植物界與微生物學之間在貴金屬積累方面令人驚嘆的協同作用。研究人員證實，棲息於挪威雲杉（Picea abies，又稱歐洲雲杉）針葉內的細菌，積極參與了黃金奈米粒子的生成過程。這項發表於科學期刊《BMC Microbiology》的資訊，徹底改變了我們對地下礦藏、植物群落和微生物之間相互關係的既有認知。

來自奧盧大學（University of Oulu）和芬蘭地質調查局（Geological Survey of Finland）的專家團隊進行了嚴謹的分析工作。他們從23棵雲杉上採集了138個針葉樣本，這些雲杉生長在歐洲最大的黃金開採企業——基蒂萊礦場（Kittilä mine）的周邊地區。在從其中四棵樹木取得的樣本中，科學家發現了微小的黃金顆粒，這些顆粒被包裹在由細菌形成的生物膜（biofilms）之中。DNA分析進一步鑑定出，在這些「含金」樣本中，特定的微生物屬佔據主導地位，特別是痤瘡桿菌屬（Cutibacterium）和棒狀桿菌屬（Corynebacterium）。

這種機制的核心原理是：從地下深處被沖刷出來的可溶性金離子，經由雲杉的根部吸收後，被傳輸至針葉內部。在那裡，藉由內生性細菌（endophytic bacteria）的代謝活動，溶解狀態的物質被沉澱下來，並重新轉化為固態形式，從而形成了尺寸約為數奈米（several nanometers）的奈米粒子。儘管這種天然「收穫」的黃金數量不具備商業開採價值，但該機制本身為地質勘探開闢了新的前景。這種被稱為生物礦化（biomineralization）的現象，此前曾在澳洲桉樹（eucalyptus）的葉子中觀察到，然而，這是首次證實與植物體內永久存在的微生物群落有直接關聯。

對於這一過程的深入理解，將有助於催化開發環境友善的寶貴資源探尋方法，為地球資源的勘查提供一種更為和諧的途徑。與此同時，人類早已將類似的過程應用於工業規模。細菌浸出技術（bacterial leaching）便是利用微生物氧化硫化物、加速黃金從難處理礦石中釋放的能力。舉例來說，蘇聯在1974年就啟動了首個生物濕法冶金試驗裝置，而現今，類似的技術，如在奧林匹亞金礦區（Olimpiadinskoye deposit）所採用的方法，正被用於提取被硫化物外殼包裹的金屬。