World

Interaksi mineral-mikroba memainkan peran penting dalam proses geologi dan lingkungan


Interaksi mineral-mikroba memainkan peran penting dalam proses geologi dan lingkungan

Bakteri gram positif anaerobik, motil, menempel pada permukaan molibdenit (MoS2) untuk mengambil elemen jejak dari struktur mineral untuk sintesis sel. Kredit: Science China Press

Dalam sebuah makalah yang diterbitkan di Ulasan Sains Nasional, sebuah tim ilmuwan secara kritis merangkum kemajuan besar dalam interaksi mineral-mikroba, termasuk mekanisme interaksi molekuler dan manifestasi makroskopik dari interaksi tersebut sepanjang waktu. Tantangan utama dan peluang penelitian masa depan diidentifikasi.

Mineral adalah komponen dasar Bumi. Mikroba menempati sebagian besar pohon kehidupan. Di lingkungan dekat permukaan, mineral dan mikroba hidup berdampingan dan berinteraksi. Studi tentang interaksi mineral-mikroba telah berkembang dalam dua dekade terakhir, karena interaksi tersebut mendorong peristiwa geologis besar dan secara substansial menentukan kelayakhunian Bumi. Sebuah tim peneliti yang dipimpin oleh Dr. Hailiang Dong dari China University of Geosciences (Beijing) telah secara kritis meninjau interaksi mineral-mikroba dan evolusi bersama mereka, dan mengusulkan peluang dan tantangan penelitian besar di masa depan.

Mineral dan mikroba saling berinteraksi di semua skala spasial dan temporal. Sementara banyak mineral menawarkan perlindungan dan memasok nutrisi/energi untuk mendukung pertumbuhan dan metabolisme mikroba, mineral lain dapat melepaskan zat bio-toksik dan menghasilkan spesies oksigen reaktif (ROS) untuk membatasi dan bahkan membunuh mikroorganisme. Sebagai imbalannya, mikroba secara aktif melarutkan, mengendapkan, dan mengubah mineral melalui metabolisme, yang dapat menghasilkan biosignatures khusus dalam catatan geologis.

Sepanjang sejarah Bumi, baik mineral maupun mikroba meningkatkan keanekaragaman spesies dan kompleksitas fungsionalnya. Dalam dunia prebiotik, mineral mengkatalisis sintesis molekul biologis dan memainkan peran penting dalam munculnya kehidupan. Selanjutnya, evolusi mineral mendorong inovasi mikroba melalui perubahan sifat fisiokimia mereka dari waktu ke waktu. Evolusi mikroba pada gilirannya mendorong diversifikasi mineral melalui metabolisme unik mereka. Oleh karena itu, interaksi mineral-mikroba yang berkembang dari waktu ke waktu geologis memainkan peran penting dalam mendorong peristiwa geologis seperti terjadinya Peristiwa Oksidasi Hebat dan pembentukan deposit bijih besar.

Interaksi mineral-mikroba memiliki banyak aplikasi bioteknologi termasuk bioleaching logam mulia dan pembuatan pupuk mineral, remediasi logam berat dan polutan organik, biosintesis bahan baru dan CO2 penyerapan. Meskipun kemajuan baru-baru ini, penulis mengidentifikasi pertanyaan penelitian utama untuk penelitian masa depan.

Pertama, peran mineral dalam mendukung ekologi mikroba hanya diakui secara kualitatif saat ini. Media kultur tradisional tidak menganggap mineral sebagai nutrisi dan energi penting, yang mungkin menjadi salah satu alasan rendahnya tingkat keberhasilan mendapatkan kultur murni. Media kultur berbasis mineral harus memulihkan lebih banyak sumber daya mikroba.

Kedua, sulit untuk membedakan mineral biogenik dari mineral abiogenik. Kumpulan mineral yang sinergis yang menggabungkan bukti morfologis, struktural/tekstural, dan geokimia lebih bermakna untuk mencari jejak biologis dalam catatan geologis dan di planet lain.

Ketiga, sangat penting untuk menghubungkan penyelidikan mekanistik laboratorium dengan pengamatan lapangan. Melalui pendekatan berulang interaksi mineral-mikroba dapat disimpulkan melalui waktu.

Keempat, manipulasi interaksi mineral-mikroba dapat bermanfaat bagi umat manusia, seperti CO2 penyerapan dan mitigasi efek pemanasan global, pemulihan sumber daya, perlindungan lingkungan, dan pembuatan bahan baru.


Potensi mineral elemen tanah jarang di dataran pantai tenggara AS


Informasi lebih lanjut:
Hailiang Dong et al, Tinjauan kritis interaksi mineral-mikroba dan evolusi bersama: mekanisme dan aplikasi, Ulasan Sains Nasional (2022). DOI: 10.1093/nsr/nwac128

Disediakan oleh Science China Press

Kutipan: Interaksi mineral-mikroba memainkan peran penting dalam proses geologi dan lingkungan (2022, 26 Agustus) diambil 27 Agustus 2022 dari

Dokumen ini tunduk pada hak cipta. Terlepas dari transaksi wajar apa pun untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.



Artikel ini pertama kali tayang di situs phys.org

Related Articles

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

Back to top button