Грибы и оксиды марганца: ключевые игроки в биогеохимических циклах и биоремедиации

Исследование, проведенное с использованием ресурсов Environmental Molecular Sciences Laboratory (EMSL), восполнило пробел в понимании роли грибов и оксидов марганца (Mn) в биогеохимических циклах и очистке окружающей среды.

Марганец — распространенный загрязнитель в шахтных водах угольных месторождений. Хотя высокие концентрации растворимого Mn(II) могут быть проблематичны, оксиды марганца, образование которых легко стимулируется бактериями и грибами, весьма полезны.

Эти высокореактивные соединения участвуют в круговороте питательных веществ и углерода в почве и воде. Важно, что они могут действовать как агенты биоремедиации, поглощая другие металлы.

Предыдущие исследования были сосредоточены на бактериях. Однако роль грибов в окислении Mn(II) и последующем образовании оксидов марганца не менее важна. Именно на этом сосредоточились сотрудники EMSL из Гарвардского университета (включая выдающегося пользователя EMSL Коллин Ханзел) и Stanford Synchrotron Radiation Light source (SSRL).

Исследовательская группа полностью охарактеризовала оксиды марганца, произведенные четырьмя разными видами грибов, изолированных из систем очистки шахтных вод в центральной Пенсильвании. Для этого был использован широкий спектр методов микроскопии и спектроскопии, включая:

• Просвечивающую электронную микроскопию высокого разрешения (HR-TEM) с энергодисперсионной рентгеновской спектроскопией в EMSL.
• Рентгеновскую абсорбционную спектроскопию в SSRL.

Исследования показали, что вид грибов, условия их роста и клеточные структуры влияют на размер, морфологию и структуру (а следовательно, и на реакционную способность) образующихся оксидов марганца. Эти результаты подчеркивают важность видового разнообразия для биогеохимических циклов и процессов биоремедиации.