Ученые Томского государственного университета обнаружили их в ходе новых исследований на вольфрамовом руднике Бом-Горхон в Забайкальском крае. Именно в этих, казалось бы, безжизненных средах, где концентрация токсичных веществ смертельна для большинства форм жизни, обитают невидимые «супергерои» – сульфатредуцирующие бактерии, которые преобразуют отравляющие соединения в безопасные вещества.
Новый вид получил название Desulfosporosines cupriresistens. «Сульфатредукция – это их способ «дышать» и получать энергию в мире без кислорода, – объясняет заведующая кафедрой физиологии растений, биотехнологии и биоинформатики Биологического института ТГУ Ольга Карначук. – Бактерии-сульфатредукторы «едят» сульфаты – химические соединения с атомами серы и кислорода. При этом они отнимают у сульфата кислород, в результате получается сероводород (H2S), который мы хорошо знаем по запаху тухлых яиц. Этот H2S вступает в реакцию с растворенными тяжелыми металлами. В результате образуются нерастворимые сульфиды металлов, которые выпадают в осадок. Таким образом, микроорганизмы фактически осуществляют природный детокс, оказывая большую экологическую услугу человечеству».
Исследователи решили измерить скорость сульфатредукции в «хвостах» на вольфрамовом руднике Бом-Горхон в Забайкалье. Для этого они использовали радиоактивные индикаторы. Биологи «скармливали» бактериям помеченный сульфат. После этого произвели расчет биохимических циклов и увидели, что несмотря на малое количество микроорганизмов, скорость сульфатредукции очень высокая. «Эти бактерии относятся к редкой биосфере – совокупности видов микроорганизмов (бактерий, архей, грибов), которые присутствуют в каком-либо сообществе в очень-очень малых количествах», – отметила ученый.
Еще одним важным открытием биологов ТГУ стало обнаружение в «хвостах» рудника Бом-Горхон спор сульфатредуцирующих бактерий-термофилов, которые при высоких температурах, достигающих 60 градусов Цельсия, могли образовывать сероводород. Ученые считают, что эти споры прилетают по воздуху из термальных экосистем, таких как гейзеры или горячие источники.
Как отмечают ученые ТГУ, новый вид бактерий можно выращивать в промышленных объемах. Технически этот процесс несложный и недорогой. Другим, еще более ценным свойством невидимых «супергероев» является возможность использовать ее для извлечения из отходов не только тяжелых металлов, но и редкоземельных элементов. Соединения редкоземельных металлов находятся в рудных породах в малом количестве. Основная сложность заключается в их выделении. Бактерия, которую научились культивировать биологи ТГУ, перспективна в качестве основы биотехнологии для добычи редкоземов.