کشف باکتری‌هایی که از منگنز تغذیه می‌کنند

زیست شناسان دانشگاه کلتک باکتری‌هایی کشف کرده‌اند که از منگنز تغذیه نموده و از آن به عنوان منبع کالری خود استفاده می‌کنند.

به گزارش علمی‌ها و به نقل از Phys، بیش از یک قرن پیش وجود چنین میکروب‌هایی پیش بینی می‌شد، اما تاکنون کشف نشده بودند. این میکروب‌ها اولین باکتری‌هایی هستند که از منگنز به عنوان منبع سوخت خود استفاده می‌کنند.

این تحقیق در نسخه ۱۶ ژوئیه نشریه Nature منتشر شده است. هانگ یو (Hang Yu) می‌گوید: جنبه شگفت انگیز میکروب‌ها در طبیعت این است که آنها می‌توانند موادی مانند فلزات را متابولیزه کرده و انرژی لازم برای فعالیت‌های سلولی را به دست آورند. پیش از این محققان می‌دانستند که باکتری‌ها و قارچ‌ها می‌توانند منگنز را اکسیده کنند، اما درباره تغذیه از این فلز چیزی نمی‌دانستند و درباره وجود چنین باکتری‌هایی فقط گمانه‌زنی می‌کردند.

پروفسور جَرِد لیدبتر (Jared Leadbetter) میکروبیولوژیست کلتک که در حال انجام آزمایشاتی بر روی منگنز سبک و شبیه گچ بود، این باکتری‌ها به صورت تصادفی را کشف کرد. لیدبتر قصد داشت مدتی محل کار خود را ترک کند به همین علت یک ظرف شیشه‌ای آغشته به مواد را با آب شیر خیسانده و در دفتر کارش رها کرده بود. وی هنگامی که پس از مدتی به محل کار خود بازگشت متوجه شد که آن ظرف شیشه‌ای با یک ماده تاریک پوشانده شده است.

لیدبتر با دیدن این صحنه متعجب شده و شروع به انجام آزمایشاتی برای فهمیدن علت آن کرد. این پوشش سیاه در حقیقت منگنز اکسیده شده توسط باکتری‌های تازه کشف شده بود که احتمالاً از آب شیر وارد ظرف شیشه‌ای شده بودند. شواهدی وجود دارد که نشان می‌دهند منشأ این باکتری‌های از آب‌های زیرزمینی است.

منگنز یکی از فراوان‌ترین عناصر موجود در سطح زمین است، اکسید این فلز یک ماده تیره و بی‌شکل است که در طبیعت به صورت فراوان یافت می‌شود. این ماده در رسوبات زیرسطحی یافت شده و می‌تواند در لوله‌های آب نیز تشکیل شوند.

این یافته‌ها به محققان کمک می‌کند تا ژئوشیمی آب‌های زیرزمینی را بهتر درک کنند. امروزه ثابت شده است که باکتری‌ها می‌توانند آلاینده‌های آب‌های زیرزمینی را بزدایند، این فرآیند زیست پالایی یا پاکسازی زیستی (Bioremediation) نام دارد. با انجام این کار چندین ارگانیسم کلیدی، اکسید منگنز را احیا می‌کنند.

یافته‌های این تحقیق همچنین با نودول‌های منگنز (manganese nodules) که بخش اعظمی از کف دریا را تشکیل می‌دهند، در ارتباط هستند. این توپ‌های گرد فلزی که می‌توانند به بزرگی یک گریپ فروت باشد، از دهه ۱۸۷۰ برای محققان دریایی شناخته شده‌اند. این سنگ‌های گرد که از لایه‌های هیدروکسید منگنز و آهن تشکیل شده‌اند، در کف اقیانوس‌ها فراوان بوده و سطح آنها را می‌پوشانند. در سال‌های اخیر شرکت‌های معدنی در حال برنامه ریزی برای برداشت و بهره برداری از این نودول‌ها هستند، زیرا در ترکیب آنها فلزات کمیاب نیز یافت می‌شود.

تصویر کاور نودول‌های اکسید منگنز که توسط باکتری‌ها در دفتر لیدبتر تشکیل شده‌اند را نشان می‌دهد، این نودول‌ها ۰٫۱ تا ۰٫۵ میلی‌متر قطر دارند.