Как микробы исправляют ошибки человека и очищают Землю от тяжелых металлов

Наука Биология 23.07.2021, 16:19 Как микробы исправляют ошибки человека и очищают Землю от тяжелых металлов Тяжелые металлы из-за деятельности человека попадают в окружающую среду, а для многих живых существ они токсичны и могут нанести вред целой экосистеме. Однако некоторые бактерии придумали способы борьбы с такими металлами.

Влад Фатеев редакция Тэги:

Нетленка
Как это устроено
Биология
Микроорганизмы
Природа

Микробы настолько умны, что научились использовать токсичные металлы для выработки энергии

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Микробы — это крошечные организмы, которые живут буквально везде — в высоких горах, океанах, пустынях и ледниках. Существуют определенные предпосылки быстрого роста микробов, к которым относятся питательные вещества, содержащие источники углерода, азота, витамины и минералы. Но, помимо этого, существуют в природе и элементы, токсичные для большинства бактерий. В основном это тяжелые металлы: ртуть, свинец, хром, марганец, медь и другие.

Источником тяжелых металлов для микроорганизмов также является и человек, но, конечно, не в прямом смысле. Например, использование неорганических удобрений, пестицидов, сжигание бытовых отходов, батареек, разливы нефтепродуктов, добыча руды - вся эта деятельность отравляет окружающую среду тяжелыми элементами. Они сохраняются в почве намного дольше, чем органические загрязнители, поскольку грунт не только активнее всего поглощает металлы, но и является домом для разнообразных групп микробов, которые при этом подвергаются риску заражения токсинами.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Тяжелые металлы препятствуют многим микробным функциям — поддержанию структуры почвы, образованию почвенных органических веществ, разложению токсичных соединений. В долгосрочной перспективе заражение тяжелыми металлами может угрожать функционированию целой экосистемы.

Ртуть, кадмий и свинец подавляют деление клеток, снижают активность и трансляцию ферментов и денатурируют белки. Также они повреждают ДНК и клеточные мембраны из-за ионного дисбаланса, который возникает, когда тяжелые металлы вытесняют важные минералы из клеточной мембраны и занимают их место. Медь, никель и цинк также создают дисбаланс ионов и подавляют активность ферментов. Соответственно, тяжелые металлы полностью нарушают метаболизм, рост и размножение микробов.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

В таких условиях выжить смогут только металлотолерантные организмы, которые научились жить в среде, богатой тяжелыми элементами. Но природа была бы не природой, если бы не попыталась исправить очередную человеческую ошибку. Некоторые микробы уже выработали механизмы, которые борются с повышенным содержанием тяжелых металлов.

Первый — самый простой — предотвращение попадания металла в ячейку клетки. Организм выявляет тяжелые металлы и блокирует транспортеры — туннели, которые позволяют молекулам входить в клетку и выходить из нее. Второй механизм связан с внеклеточным производством слизистых соединений, которые словно липкий панцирь задерживают попадание металлов внутрь клетки.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Если микробам не под силу блокировать поглощение металлов, они могут выделять их во внешнюю среду, правда этот процесс требует больших энергетических затрат. Еще микробы научились образовывать нерастворимые комплексы с тяжелыми металлами, ученые называют этот процесс секвестрацией или накоплением. Он происходит непосредственно внутри клетки, вся токсичность как бы накапливается отдельно, не нарушая жизненно важные процессы.

Но и это еще не все. Микробы оказались настолько умны, что стали использовать тяжелые металлы для производства энергии. Впоследствии она идет на то, чтобы очищать их клетки от токсинов — так бактерии убивают сразу двух зайцев.

По материалам scienceabc.com

Источник

31.03	37-й IT talk »
17.11	MBLTdev #2 »
16.11	GeekWeek-2015 »