Zdumiewające odkrycie w skażonej kopalni. Te bakterie dosłownie jedzą radioaktywny uran

Wismut GmbH Schlema-Alberoda niegdyś była jedną z największych kopalni uranu. Po upadku komunizmu i zjednoczeniu Niemiec została zamknięta w 1990 roku, pozostawiając po sobie skażone środowisko. Korytarze zalała woda, która z czasem stała się niebezpiecznie zanieczyszczona uranem, przez co kopalnia wymagała stałego nadzoru i wysiłków, by opanować skażenie.

Nowe badania dowodzą jednak, że w tej trującej wodzie żyją bakterie, którym radioaktywny uran nie tylko nie przeszkadza, ale wręcz jest dla nich pożywką. Pożyteczne mikroby niemal całkowicie oczyściły skażoną wodę. To historia trochę podobna do odkrycia żywiących się promieniowaniem grzybów z Czarnobyla.

Uranożerna kompania z niemieckiej kopalni

Mikrobiolodzy i ekolodzy z laboratorium badawczego Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf oraz Uniwersytetu w Granadzie opisali metabolizm uranożernych bakterii w artykule naukowym opublikowanym w „Nature Communications”. – Nasze badania potwierdzają, że bakterie mają zdolność do metabolizowania uranu, jeśli tylko mają dostęp do glicerolu jako źródła węgla – tłumaczy Evelyn Krawczyk-Bärsch z HZDR, jedna z autorek pracy.

Nie był to jeden gatunek bakterii, ale cały podziemny ekosystem. W przekształcaniu uranu brały udział m.in. bakterie redukujące siarczany, głównie rodzaje Desulfobulbus (14% społeczności) oraz Desulfovibrio (1,05%). Z kolei bakterie fermentacyjne odgrywały kluczową rolę w przetwarzaniu glicerolu na octany i mleczany, które służyły jako pożywienie dla bakterii wiążących uran.

Jak badano zdolności niezwykłych mikroorganizmów?

Krawczyk-Bärsch z zespołem eksperymentowali na próbkach wody pobranych z kopalni, zawierających naturalnie występujące tam bakterie. Są one zdolne do przetrwania na głębokości około 2000 metrów przy minimalnym dostępie do tlenu. Kiedy do wody dodali glicerolu, bakterie przekształciły obecny w niej toksyczny uran do stabilnej formy pięciowartościowej, o wysokim stopniu utlenienia. Taka zmiana wpływa na sposób wiązania się uranu z innymi pierwiastkami, co ułatwia jego „uwięzienie”.

W obecności bakterii pięciowartościowy uran połączył się z żelazem i tlenem, tworząc związek FeU(V)O₄​, o którego istnieniu naukowcy wiedzieli już wcześniej, lecz nie spodziewali się, że może on powstawać w naturze, za sprawą mikroorganizmów. Po 130 dniach eksperymentu, w próbkach wody pozostało jedynie około pięciu procent początkowej ilości rozpuszczonego uranu.

Czy uranożerne bakterie posprzątają świat?

Skażenie radioaktywnym uranem to globalny problem, występujący m.in. w USA, Indiach, Kanadzie czy Australii, gdzie wody powierzchniowe i gruntowe często przekraczają normy bezpieczeństwa wynoszące 0,03 miligrama na litr. Jak przyznają autorzy artykułu, metody biologiczne w walce z zanieczyszczeniem uranem są badane już od 30 lat. Jednak zaobserwowany przez nich scenariusz, choć nie będzie możliwy do zastosowania wszędzie, jest wyjątkowo efektywny. Mimo obiecujących wyników podkreślają, że konieczne są dalsze badania, aby ustalić czy będzie można zaprząc uranożerne bakterie do pracy na skalę przemysłową.

Źródła: Nature Communications, HZDR

Nasza autorka

Magdalena Rudzka

Redaktorka i wydawczyni National-Geographic.pl. Wcześniej związana m.in. z National Geographic Traveler i magazynem pokładowym PLL LOT Kaleidoscope. Z wykształcenia humanistka (MISH i SNS PAN), ale to przyroda stanowi jej największą pasję. Szczególnie bliskie są jej ekosystemy słodkowodne, a prawdziwym „konikiem” są ryby. W National-Geographic.pl pisze o swoich przyrodniczych pasjach, nauce i medycynie. Prywatnie ceni sobie podróże po nieoczywistych kierunkach, ze szczególnym sentymentem do Europy Środkowej i Wschodniej.