**Mikrobák: A Jövő Bányászaiként** | National Geographic A mikrobák világa egyre inkább a figyelem középpontjába kerül, és nem csupán a biológiai sokféleség szempontjából. Az új kutatások arra mutatnak rá, hogy ezek az apró élőlények potenciálisan forrad

A segítségükkel olyan nyersanyagforrásokat lehet kiaknázni, amelyekhez mai technológiánkkal nem férhetünk hozzá, és számos, környezetre különösen káros eljárást helyettesíthetnének sokkalta szelídebb módszereikkel.

A világ réztermelésének 9,5%-át egyetlen helyszín, a chilei Escondida bányája adja. Ez a lenyűgöző bánya, mely a világűrből is jól látható, az Atacama sivatagának rendkívül száraz területén, körülbelül 3000 méter magasan található. A bánya meddőhányóján egy láthatatlan, de annál fontosabb közösség dolgozik: mikrobák milliárdjai végzik el a feladatot, hogy a meddő anyagban még fellelhető rézvegyületek kémiai kötéseit lebontsák.

"A világ legrégebbi bányászai a mikrobák, évmilliárdok óta formálódnak, hogy mesterséges ércfalókká fejlődjenek" - nyilatkozta Liz Dennett, az Endolith Mining kísérleti bányavállalat vezetője a Scientific American számára. Az Endolith kutatói és nemzetközi kollégáik azon fáradoznak, hogy olyan mikrobákat fejlesszenek ki, amelyek gyorsabban és hatékonyabban képesek a rezet, valamint más, az emberiség számára értékes anyagokat kinyerni a kőzetekből. E technológiát biobányászatnak hívják.

Az Endolith csapata különleges kihívások elé állítja a mikrobákat, hogy edzéssel növeljék azok ellenálló képességét. Az eddigi eredményeik biztatóak: az ilyen extrém körülmények között nevelt mikrobák jelentősen több rezet képesek kinyerni az ércből, mint a természetes, edzetlen rokonaik.

A "bányász" mikrobák olyan különleges, extremofil organizmusok, amelyek a legzordabb környezetekben találják meg élőhelyüket. Ezek a mikrobák gyakran vulkáni hőforrásokban, kőzetrepedésekben vagy akár a bányatavak savas és szennyezett vizeiben bújnak meg. Anyagcseréjük során képesek lebontani a környezetükben található anyagokat, és így energiát nyernek a fennmaradásukhoz. E tevékenységük révén fokozatosan megváltoztatják a közvetlen környezetük kémiai összetételét, ezzel hozzájárulva az ökoszisztéma dinamikájához.

A megújuló energiaforrásokhoz elengedhetetlen számos ásványi anyag, melyek azonban gyakran nehezen hozzáférhetők, és a leggyakoribb alapanyagok készletei is egyre inkább csökkennek. A helyzetet tovább súlyosbítja, hogy a kereslet rohamosan nő: a következő három évtizedben több rézre lesz szükségünk, mint amennyit eddig valaha is kibányászott az emberi civilizáció.

Ezt a kis réztartalmú ércekből kell majd kinyerni, amelyekből ma csak agresszív módszerekkel, pl. savak, magas hőmérséklet segítségével tudjuk ezt megtenni. Az így fennmaradó kémiai maradványok rendkívül környezetszennyezők - ahogy a fémek kinyerésének számos más szakasza is.

A mikrobák rendkívüli képességekkel bírnak, hiszen képesek a fémek kiaknázására, mindezt ráadásul káros melléktermékek nélkül és gazdaságosabb módon. Anyagcseréjük révén a feldolgozott ércből vizes oldat formájában vonható ki a réz, mindössze egy csekély mennyiségű kénsavra van szükség a folyamat elindításához. Ami még figyelemre méltó, hogy a mikrobák további működéséhez nem igényelnek több kénsavat, ami különösen előnyös, hiszen a bányászat során ez az anyag jelentős költségeket és környezeti problémákat okoz. Például a hatalmas Escondida meddőhányójánál elegendő egyszerűen csak a felszínt befújni kénsav vizes oldatával, ezt követően a mikrobák maguk biztosítják a kémiai kötések felbontásához szükséges savat.

A biobányászat lehetőséget kínál a mérgező gázkibocsátások elkerülésére, és a hagyományos bányászati technikákhoz képest lényegesen kevesebb energiát és vizet igényel. Emellett csupán minimális mennyiségű mérgező vegyületet használ, ami jelentős előny. Ugyanakkor ez a módszer sem mentes a hiányosságoktól. A klasszikus bányászati eljárások gyorsasága vitathatatlan, hiszen míg azok csupán néhány nap alatt elérik a kívánt eredményt, a mikrobák által végzett biobányászat hónapokat vehet igénybe.

A mikrobák rendkívül érzékenyek a környezeti tényezőkre, mint például a hőmérséklet, a pH-érték és a nedvesség szintje. Ezeknek a paramétereknek a változása jelentősen befolyásolhatja életképességüket, akár lelassíthatja a fejlődésüket, akár teljesen elpusztíthatja őket. Így tehát, bár nem ígérhetünk minden problémát megoldó csodaszert, mégis egy olyan alternatívát kínálunk, amely messze felülmúlja a jelenlegi megoldásainkat.

Az igazi előnye abban rejlik, hogy a modern technológiák révén olyan fémeket is elérhetünk, amelyeket eddig nem lehetett mikrobák segítségével kinyerni. Ez különösen figyelemre méltó, hiszen egy friss kutatás szerint az Egyesült Államok fémigényének jelentős része kielégíthető lenne a meddőhányókban rejtőző anyagok újrahasznosításával. Ezzel nemcsak hogy csökkenthetjük az import szükségletét, hanem olyan ritka elemeket és ritkaföldfémeket is kinyerhetünk, amelyek eddig nehezen hozzáférhetőek voltak a bányászati hulladékból. Ez a megoldás nemcsak gazdaságos, hanem környezetbarát alternatívát is jelent a fenntartható fémtermelés számára.

A legoptimálisabb eredményeket akkor érhetjük el, ha nem csupán egyetlen mikrobafajt alkalmazunk, hanem egy komplex mikrobiális közösséget vonunk be a folyamatba. Ezek a mikrobacsoportok egymással szoros kapcsolatban állva, mint egy kis bányászati ökoszisztéma működnek együtt. A mikrobák genetikai jellemzőinek alapos megértésével olyan „koktélokat” alkothatunk, amelyek az adott bánya specifikus környezeti feltételeihez maximálisan alkalmazkodva képesek a leghatékonyabb teljesítményre.