Prosinec 2006

Zlatá bakterie jako kámen mudrců

Jan Novák

Legendárního krále Midase či kámen mudrců připomíná bakterie z rodu Ralstonia. Vysněná ingredience alchymistů i panovník ze starých řeckých mýtů měnili ve zlato vše, čeho se dotkli. Něco podobného umí i tento mikroorganismus.

Zlato přitahovalo pozornost odedávna. Bylo jedním z prvních kovů, které se člověk naučil využívat. Zlato má mnoho neobvyklých vlastností, pro které je dnes nepostradatelné, například při výrobě elektroniky. Významnou roli v dějinách mu však přisoudila hlavně jeho stálost a především vzácnost. V jedné tuně horniny jsou v průměru jen tři setiny gramu zlata.

Existují dva typy zlatonosných ložisek: primární a sekundární. Primárně se zlato vylučovalo z horkých roztoků na hydrotermálních žilách, odtud ale bylo dalšími geologickými pochody často přemisťováno do druhotných (sekundárních) nalezišť, mezi něž patří i rýžoviště.

Mikroorganismus v roli zlatokopa

O mechanismech vzniku druhotných ložisek se mezi geology vedou spory - někteří tvrdí, že drobné částice zlata (obvykle v podobě šupinek, valounků nebo plíšků) se tu shromažďovaly výlučně mechanickou cestou, jiní ale soudí, že se na tom podílely také chemické procesy. Nejméně „oblíbená“ teorie pak praví, že sekundární ložiska zlata mají na svědomí mikroorganismy, podobně jako je tomu u některých typů železných rud.

Dr. Frank Reith z australské výzkumné organizace Cooperative Research Centre for Landscape Environments (CSIRO) je zastáncem třetí teorie: tvrdí, že na vzniku řady sekundárních ložisek se bakterie přinejmenším významně podílely a že pro to má pádné důkazy. Jeho studii na toto téma v červenci zveřejnil prestižní vědecký časopis Science.

„Vznik sekundárních ložisek zlata je kontroverzní téma, které je v odborné komunitě stále předmětem debat,“ konstatuje Frank Reith. „Mechanické ukládání nebo chemické procesy bývají připouštěny častěji, o biologickém původu byli geologové ochotni diskutovat jen u nemnoha nalezišť, například na jihoafrickém Witwatersrandu.“ To patří mezi vůbec největší světová naleziště vzácného žlutého kovu.

Jed, který neublíží

Doktor Reith důkladně zkoumal zlatá ložiska v jižních částech Nového Jižního Walesu a na severu Queenslandu pomocí technik založených na poznatcích molekulární biologie. Tak se mu z povrchu zlatých zrn podařilo získat vzorky přibližně třiceti druhů bakterií, jejichž populace žily pouze na zlatě a nebyly přítomné v okolní půdě.

Vztah těchto mikroorganismů k drahému kovu je o to zřetelnější, že pro většinu bakterií styk s ním znamená záhubu. Což je mimo jiné i jeden z důvodů, proč si v minulosti bohaté vrstvy rády dopřávaly nádoby a příbory ze zlata.

Jeden z těchto druhů identifikovaný pomocí analýzy DNA byl přítomný na všech zkoumaných nalezištích -šlo o bakterii Ralstonia metallidurans. Při dalším výzkumu vědci její kulturou naočkovali roztok obsahující zlato v takové koncentraci, jaká by jiné mikroorganismy spolehlivě usmrtila. Ralstonia nejenže přežívala, ale okamžitě se dala do práce: z roztoku se začaly vylučovat drobné částice zlata.

Význam této bakterie na zlatých nalezištích spočívá v tom, že odolává vysokým koncentracím drahého kovu,“ tvrdí Frank Reith. „Náš objev může pomoci při hledání nových ložisek zlata, protože až dosud se při prospekci k možnostem jejich biologického původu prakticky vůbec nepřihlíželo.“ Zlato hrálo roli nejen v australské historii při pověstných zlatých horečkách, ale jeho těžba je významná až do současnosti. Badatelé z CSIRO se mu proto soustavně a intenzivně věnují. Při zkoumání vzorků minerálů z již zmíněného obřího jihoafrického naleziště Witwatersrand mimoděk narazili na indicie, které by mohly mít i širší vědecký dopad.

Svědectví o dávné atmosféře

V materiálu z Jižní Afriky totiž australští geologové našli takzvané pisolity - malé kulovité útvary bohaté na železo, které jsou významným vodítkem při hledání kovů, včetně zlata. Tvoří se pouze v atmosféře bohaté na kyslík - jenže vzorky pocházely z hloubky 3 až 4 kilometrů a podle odhadu vědců byly staré 2,7 až 2,8 miliardy let. Podle dosavadních teorií tehdy na Zemi ještě příliš mnoho kyslíku nebylo.

Geologové z CSIRO si při té příležitosti vzpomněli na západoaustralskou oblast Pilbara, kde našli v horninách minerály bohaté na síru, které se rovněž vytvářejí pouze za přítomnosti kyslíku. Skály z Pilbary ale jsou ještě starší než horniny z Witwatersrandu - vznikaly před 3,5 miliardy let, tedy pouhou miliardu let po zrození Země.

Výklady tohoto objevu se ale zatím různí. Zatímco někteří vědci optimisticky prohlašují, že už raná atmosféra Země by se dala dýchat, jiní jsou při boření teorií platících bezmála celé poslední půlstoletí poněkud opatrnější. Spíše připouštějí možnost, že horniny vznikaly za podmínek specifických pro určité oblasti, například ve vodách bohatých na kyslík nebo za přítomnosti prvních mikroorganismů, které tento plyn uvolňovaly.

(Lidové noviny, www.lidovky.cz)