В Якутии найдены древние бактерии с ниобием: удастся ли их оживить

Российские ученые впервые обнаружили древние микроорганизмы, способные аккумулировать в своих клетках ниобий. Необычную находку сделали при исследовании руд месторождения Томтор в Якутии — крупнейшего в мире по запасам редких стратегических металлов. Авторы работы считают, что открытие может стать основой для разработки биомайнинга — экологичной добычи полезных ископаемых с использованием микроорганизмов.

Находка в породах Томтора

Для исследования был извлечен керн с породами с глубины около 70 метров, где содержание оксида ниобия Nb2O5 достигает 3,73 %, а оксидов редкоземов — 27,58 %. При исследовании на сканирующем электронном микроскопе (СЭМ) ученые обнаружили окаменевшие фрагменты стрептомицетов (Streptomyces sp.) — представителей группы актиномицетов, сочетающих признаки бактерий и грибов.

Микроорганизмы сохранились в виде клубков тончайших филаментов диаметром от 50 до 160 нм. Анализ показал, что содержание ниобия в этих структурах достигает 28,6–33,1 % по массе. Помимо ниобия специалисты выявили углерод, кислород, а также небольшие количества титана, ванадия, марганца и железа. По соотношению элементов исследователи предположили образование сложного гидроксида с карбонатной группой — ниобиевого аналога кимробинсонита Ta(OH)3(O,CO3).

До настоящего времени биологическая функция ниобия оставалась неизвестной, а сам элемент считался скорее неблагоприятным для жизнедеятельности бактерий. Теперь ученые впервые зафиксировали его биогенное концентрирование.

Открытие имеет прикладное значение. Ниобий широко используют при производстве сверхпрочных сталей, авиационных двигателей, силовой электротехники, медицинских имплантатов и другой высокотехнологичной продукции. По мнению авторов работы, обнаруженный механизм в перспективе может помочь создать более дешевые и экологичные технологии селективного извлечения ниобия и редкоземельных элементов из сложных руд. Вместе с тем механизм накопления металла стрептомицетами пока требует дополнительных исследований.

Интересные факты

Ниобий получил свое название в честь Ниобы — героини древнегреческой мифологии. Благодаря высокой прочности и коррозионной стойкости этот металл широко применяется в авиакосмической отрасли, энергетике и медицине.

Биомайнинг уже используется для извлечения меди, золота и некоторых других металлов, однако свидетельств биогенного накопления ниобия до настоящего исследования не существовало.

О бактериях-экстремалах, которые припеваючи живут в медно-никелевой руде, читайте здесь.