Role bakterií při přeměnách silikátových minerálů v prostředí neutrálního pH

Abstract

Víme, že bakterie jsou schopné urychlovat rozpouštění silikátových minerálů. Rozkladem získávají buď substráty pro svůj energetický metabolismus a v takovém případě provádějí redoxní přeměny, nebo ze silikátů získávají minerální živiny, které nejsou v dostupnější formě přítomné. Při mikrobiálním rozkladu silikátů se uplatňují především mechanismy lokální kyselé či zásadité katalýzy a povrchové komplexace. Dobývanými minerálními živinamy mohou být K, Mg, P, Fe, apod. Prakticky jediným využitelným energetickým substrátem je železo. Zatím co při získávání železa jako esenciální živiny jsou využitelná extremně silná komplexační činidla (tzv. siderofory), pro energetické využití je nutné železo získávat slabšími komplexanty, nebo jej redukovat přímo v krystalové mřížce např. pomocí elektricky vodivých nanovláken. Na rozdíl od sulfidů není běžné oxidativní rozpouštění silikátů chemoautotrofními organismy. Bakteriální rozpouštění silikátů sice zanechává morfologické i geochemické stopy, ale neumíme je zatím jednoznačne rozeznat a interpretovat. Ačkoli víme, že jsou bakterie schopné rozpouštět téměř všechny hlavní horninotvorné minerály v nejrůznějších podmínkách, nejsme schopni jejich podíl kvantifikovat. Tato fundamentální otázka, která se úzce týká globálních cyklů prvků, představuje jednu z hlavních výzev pro...

It is well established that bacteria are able to catalyze dissolution of silicate minerals. Bacteria may dissolve silicates for two different purposes. They may use certain elements that can undergo redox transitions as substrates for their energetic metabolism or they can leach nutrients, that are otherwise unaccessible in their habitat. The main mechanisms of bacterially mediated silicate leaching are acidic or basic catalysis and surface complexation. The main nutrients extracted are K, Mg, P and Fe. The only element significantly exploited as substrate for dissimilative energetic metabolism is iron. In order to leach iron as a nutrient, even extremely strong complexants (i.e. siderophores) may be employed. However, only moderate complexing agents can serve to obtain iron as terminal electron acceptor. The second possibility is to reduce iron directly in the crystal grid by means of the conductive nanofibres. The oxidative dissolution of silicates by chemoautotrophs is rare, in contrast to that of sulfides. Bacterial dissolution of silicates leaves morphological and geochemical signatures, but it is still problematic to recognize and interpret them. Although it is well-known that bacteria can dissolve most of the rock-forming minerals in diverse environments we are unable to quantify their contribution...