1. Proteínas fijadoras de metales: Los microbios producen proteínas especializadas que se unen a metales, como las metalotioneínas y los sideróforos. Estas proteínas quelan iones metálicos, lo que permite a los microbios secuestrar y transportar el metal al interior de la célula. Por ejemplo, los sideróforos son pequeñas moléculas orgánicas producidas por bacterias y hongos para adquirir hierro, un nutriente esencial.
2. Producción de ácido: Los microbios acidófilos secretan ácidos que disuelven los minerales que contienen metales y liberan los iones metálicos en solución. Esta estrategia se observa comúnmente en ambientes extremos, como suelos ácidos y respiraderos hidrotermales. Por ejemplo, las bacterias tolerantes a los ácidos como Acidithiobacillus ferrooxidans utilizan este mecanismo para extraer metales como el cobre, el hierro y el uranio.
3. Reacciones redox: Los microbios pueden utilizar reacciones redox para cambiar el estado de oxidación de los iones metálicos, haciéndolos más solubles y más fáciles de absorber. Esto es particularmente importante para metales como el hierro y el manganeso, que existen en diferentes estados de oxidación en el medio ambiente.
4. Biomineralización: Los microbios pueden biomineralizar metales precipitándolos como minerales insolubles dentro o fuera de la célula. Este proceso puede ayudar a los microbios a acumular y almacenar metales valiosos al tiempo que reduce su toxicidad en el medio ambiente. Por ejemplo, ciertas bacterias forman cristales de magnetita (óxido de hierro) intracelularmente, lo que sugiere un mecanismo de almacenamiento de metales.
5. Simbiosis y mutualismo: Algunos microbios establecen relaciones simbióticas con otros organismos para mejorar la adquisición de metales. Por ejemplo, los hongos micorrízicos forman asociaciones simbióticas con las raíces de las plantas y facilitan la absorción de nutrientes, incluidos metales como fósforo, hierro y zinc, a cambio de carbohidratos.
6. Biolixiviación: Ciertas bacterias y hongos desempeñan funciones esenciales en la biolixiviación, donde liberan iones metálicos de menas y minerales a través de procesos enzimáticos o subproductos metabólicos. Este proceso puede explotarse en la industria minera para extraer metales valiosos como cobre, oro y uranio de los minerales.
Estas antiguas estrategias microbianas para la extracción de metales han dado forma a los ciclos biogeoquímicos de la Tierra durante millones de años y continúan desempeñando funciones vitales en el ciclo de los metales en los ecosistemas modernos. Comprender estos mecanismos no solo proporciona información sobre la diversidad y evolución microbiana, sino que también ofrece aplicaciones potenciales en biorremediación, biotecnología y el desarrollo de tecnologías sostenibles de extracción de metales.
