En un artículo publicado en National Science Review , un equipo de científicos resume críticamente los principales avances en las interacciones entre minerales y microbios, incluidos los mecanismos moleculares de las interacciones y las manifestaciones macroscópicas de dichas interacciones a lo largo del tiempo. Se identifican los principales desafíos y futuras oportunidades de investigación.

Los minerales son los componentes fundamentales de la Tierra. Los microbios ocupan la mayor parte del árbol de la vida. En ambientes cercanos a la superficie, los minerales y los microbios coexisten e interactúan. Los estudios de interacciones entre minerales y microbios han florecido en las últimas dos décadas, porque tales interacciones impulsan eventos geológicos importantes y determinan sustancialmente la habitabilidad de la Tierra. Un equipo de investigación dirigido por el Dr. Hailiang Dong de la Universidad de Geociencias de China (Beijing) ha revisado de manera crítica las interacciones entre minerales y microbios y su coevolución, y ha propuesto importantes oportunidades de investigación y desafíos para el futuro.

Los minerales y los microbios interactúan mutuamente en todas las escalas espaciales y temporales. Mientras que muchos minerales ofrecen protección y suministran nutrientes/energía para apoyar el metabolismo y el crecimiento microbiano, otros minerales pueden liberar sustancias biotóxicas y producir especies reactivas de oxígeno (ROS) para limitar e incluso matar a los microorganismos. A cambio, los microbios disuelven, precipitan y transforman activamente los minerales a través del metabolismo, lo que puede producir firmas biológicas especiales en el registro geológico.

A lo largo de la historia de la Tierra, tanto los minerales como los microbios aumentan su diversidad de especies y complejidad funcional. En un mundo prebiótico, los minerales catalizan la síntesis de moléculas biológicas y juegan un papel esencial en el surgimiento de la vida. Posteriormente, la evolución de los minerales impulsa la innovación microbiana a través de sus cambios en las propiedades fisicoquímicas a lo largo del tiempo. La evolución microbiana, a su vez, impulsa la diversificación de minerales a través de su metabolismo único. Por lo tanto, las interacciones minerales-microbios en evolución a lo largo del tiempo geológico desempeñan un papel fundamental en la conducción de eventos geológicos como la ocurrencia del Gran Evento de Oxidación y la formación de grandes depósitos de mineral.

Las interacciones entre minerales y microbios tienen muchas aplicaciones biotecnológicas, incluida la biolixiviación de metales preciosos y la fabricación de fertilizantes minerales, la remediación de metales pesados ​​y contaminantes orgánicos, la biosíntesis de nuevos materiales y CO₂. secuestro. A pesar de los avances recientes, los autores identifican las principales preguntas de investigación para futuras investigaciones.

Primero, los roles de los minerales en el apoyo a la ecología microbiana solo se reconocen cualitativamente en la actualidad. Los medios de cultivo tradicionales no consideran los minerales como nutrientes y energía importantes, lo que puede ser una de las razones de la baja tasa de éxito en la obtención de cultivos puros. Los medios de cultivo a base de minerales deberían recuperar más recursos microbianos.

En segundo lugar, es un desafío distinguir los minerales biogénicos de los abiogénicos. Un conjunto singenético de minerales que combinan evidencia morfológica, estructural/textural y geoquímica es más significativo para buscar huellas biológicas en registros geológicos y en otros planetas.

En tercer lugar, es imperativo vincular las investigaciones mecánicas de laboratorio con las observaciones de campo. A través de un enfoque iterativo, se pueden inferir interacciones entre minerales y microbios a lo largo del tiempo.

En cuarto lugar, la manipulación de las interacciones entre minerales y microbios puede beneficiar a la humanidad, como el CO₂ secuestro y mitigación del efecto del calentamiento global, recuperación de recursos, protección ambiental y fabricación de materiales novedosos. + Explora más

Potencial de minerales de elementos de tierras raras en la llanura costera del sureste de EE. UU.