Невесомый грибок победит тяжелые металлы

Американские микробиологи, похоже, нашли "универсальный очиститель" пресных вод от тяжелых металлов. Им оказался грибок Stilbella aciculosa, который очень быстро удаляет из воды эти токсины при помощи производимого им супероксида марганца. Но очиститель достаточно привередлив. Поэтому ученым еще нужно как-то уговорить его переселиться в города.

Фото:

Проблема очистки воды от попадающих в нее тяжелых металлов является на сегодняшний день одной из самых актуальных. Не следует забывать о том, что в последнее время запасы доступной пресной воды на планете несколько уменьшились, а вот людей, наоборот, стало больше. Поэтому для того, чтобы не дать себе "засохнуть", человечеству следует более бережно обращаться с живительной влагой.

Увы, это получается далеко не всегда. Дело в том, что добыча сырья, в котором присутствуют соединения тяжелых металлов, тоже увеличивается. Иначе и быть не может — многие из этих очень вредных веществ необходимы для создания современной электроники. Кроме того, растет количество автомобилей, чьи выхлопы также весьма "тяжелы" для окружающей среды. Поэтому единственным возможным выходом, не вступающим в противоречия с научно-техническим прогрессом, было бы совершенствование систем очистки воды.

Беда состоит в том, что тяжелые металлы удалить из воды не так-то просто. Для этого нужны специальные фильтры с адсорбентами, производство которых достаточно дорого. Кроме того, эти адсорбенты очень быстро выходят из строя, и их постоянно нужно заменять на новые. Да и потом, если контролировать загрязнение рек и озер достаточно просто, то вот отслеживать таковое в почвенных водах практически нереально.

Читайте также: Бактерии строят собственные ЛЭП

Однако недавно микробиолог из Гарвардского университета (США) Коллин Хенсил, похоже, нашла "универсальный очиститель" пресных вод от тяжелых металлов. Им оказался грибок Stilbella aciculosa из группы сумчатых грибов (Ascomycota), который очень любит жить возле мест, где этих металлов встречается в избытке. Чаще всего этот грибок находили в дренажных системах рудников и шахт.

Исследование г-жи Хенсил показало, что деятельность данного грибка активизирует образование супероксидов марганца (то есть веществ, которые состоят из иона этого металла и аниона O₂). А вот они, в свою очередь, могут нейтрализовать соединения токсичных металлов, такие как олово, медь и цинк. При этом было установлено, что в местах, где обитает этот чудесный гриб, вода на выходе из дренажной системы была настолько чистой, насколько это только возможно в природных условиях. И никаких следов тяжелых металлов в ней обнаружено не было.

В лаборатории исследователь, при помощи методов оптической микроскопии, рентгеновской абсорбционной спектроскопии на циклотроне и флюоресцентной спектроскопии, выяснила, что во время своего бесполого размножения грибок зачем-то проводит внеклеточное окисление растворимого двухвалентного марганца Mn(II). То есть сначала образуется тот самый супероксид, который и окисляет Mn(II), вызывая осаждение коричнево-черных оксидов Mn(III) и Mn(IV). Эти вещества адсорбируются на оболочках грибных спор с неясной пока для ученых целью. Однако это не столь важно — главное, что ту же самую процедуру супероксид марганца проводит и с соединениями тяжелых металлов, в результате чего они переходят в нерастворимое состояние.

Как видите, все оказывается достаточно просто. Однако у г-жи Хенсил сразу же возник вопрос — а нельзя ли использовать этот грибок и для очистки других вод, в том числе и тех, что находятся в городских водоемах. Исследователь изучила распространение полезного организма и поняла, что, на самом деле, Stilbella aciculosa достаточно привередлива и растет не везде. Впрочем Коллин Хенсил почти сразу же нашла способ приманить капризный грибок — кукурузной соломой или оставшимися сердцевинами початков. Именно ими с удовольствием питается спора, которая собралась укорениться, то есть образовать новый мицелий.

Дальнейшее выяснение образа жизни грибка показало, что в остальном он, вообще-то, не особенно требователен к условиям окружающей среды. И, что самое главное, Stilbella aciculosa не боится других видов загрязнений, например, органических. Никаких токсинов, способных навредить людям, она тоже не производит. Так что у грибка есть все шансы стать "универсальным очистителем" городских сточных и не очень сточных вод.

Единственное препятствие заключается в том, что свои обязанности по очищению воды грибок может выполнять только во время размножения. А оно у него случается не каждый день. В то же время тяжелые металлы попадают в воду ежеминутно, особенно в промышленных районах. Поэтому сейчас ученые хотят узнать, какой именно источник питания мог бы подстегнуть грибок к максимально эффективному окислению двухвалентного марганца, то есть заставить его размножаться в несколько раз чаще.

Кроме того, исследователи также планируют расшифровать геном Stilbella aciculosa. Возможно, это подскажет им, каким образом можно будет модифицировать "чистильщика". И если какой-нибудь из предложенных способов будет успешным, не исключено, что тяжелые металлы будут исчезать из воды быстрее, чем попадать в нее. Ведь с грибами, как известно, шутки плохи…

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"