Mikroskopičtí nálevníci transportují jedovatý dehet

Mikroskopičtí nálevníci dokáží až 100 násobně zvýšit přenos jedovatých dehtových sloučenin, jako jsou PAH (polyaromatické uhlovodíky, PAH=PolyAromatic Hydrocarbons). Výsledky nové studie ukazují na možně využití těchto drobných nálevníků v čištění kontaminovaných půd PAH. PAH jsou toxické sloučeniny, které vznikají jako produkty nedokonalého hoření fosilních paliv, ale třeba i při obyčejném kouření cigarety. Dostávají se tak do všech složek ekosystému, včetně půd a vod. Pro svou špatnou rozpustnost ve vodě (hydrofobicitu) jsou ale velmi obtížně odbouratelné.

Musíte si vzít na pomoc mikroskop, abyste tyto nové pomocníky při biologickém čištění půd (tzv. bioremediaci) spatřili. Jsou to malé, mrštné mikroorganismy, které nalezneme všude kolem nás. V kaluži nebo ve váze s kytkou, všude tam žijí a živí se bakteriemi. Nové výzkumy z Aarhus University ukazují, že tito drobní tvorečkové zřejmě hrají klíčovou roli při bioremediaci půd kontaminovaných PAH.

Obr. Nálevník Tetrahymena pyriformis je na obrázku zachycen při lovu své kořisti, bakterie. Na svém „těle“ (buňce) však nese toxické balíčky obsahující PAH. Ty po uvolnění slouží jako potrava pro speciální skupinu bakterií, která je sní a tím je přemění na neškodné produkty. credit

Pokusy ukazují, že nálevníci dokáží zvýšit transport PAH a zřejmě i dalších hydrofobních sloučenin až 100násobně. To by mohlo mít velký význam pro zvýšení dostupnosti těchto toxických chemikálií pro jejich odbourání a otvírá nové perspektivy jak čistit lokality zamořené PAH. Dostupnost PAH mikroorganismům je klíčová pro jejich efektivní odbourávání.

Úplně poprvé

Ph.D. studentka Dorothea Gilbert zkoumá nálevníka Tetrahymena pyriformis a společně s Prof. Mayerem vyvinula novou metodu, pomocí které dokáží nálevníka vystavit různým koncentracím PAH a v reálném čase pozorovat pod mikroskopem jak nálevník tyto sloučeniny transportuje. Na detekování transportu PAH používá chromatografické metody.

„Doposud nikdo neprokázal, že mikroorganismy dokáží aktivně přenášet PAH. Běžně tyto chemikálie putují ve vodě pasivní difusí navázané na malé partikule a koloidy. Ale aktivní (tj. řízený) transport zatím zaznamenán nebyl. Naše pokusy prokázaly, že nálevníci jako je Tetrahymena pyriformis se aktivně pohybuje s navázanými PAH, což je nesmírně důležité, protože v prostředí s malým tokem vody se PAH dokáží lépe dostat k bakteriím, které je posléze degradují“, říká Dorothea Gilbert. Skoro to připomíná kurýrního poslíčka, který rychle rozváží, v tomto případě nepříjemné balíčky svým sousedům, kteří balíčky účinně ničí a rozkládají.

Při srovnání několika druhů PAH zjistili vědci další zajímavou věc. Čím více byl PAH hydrofobnější (tj. méně rozpustný ve vodě), tím se přenášel lépe. Souvisí to zřejmě s tím, že PAH se váží do hydrofobní části cytoplasmatické membrány (CM). Čím je tedy PAH hydrofobnější, tím se ho více naváže do hydrofobní části CM a je rychleji a lépe přenášen.

Nové možnosti bioremediace půdy

Nová zjištění tedy znovu otevírají otázku o míře pohyblivosti PAH v půdě. Doposud se předpokládalo, že je jejich pohyblivost značně omezena právě díky jejich malé rozpustnosti ve vodě. Opak je ale zřejmě pravdou.

„Naše výsledky ukazují, že pohyblivé mikroorganismy jako jsou nálevníci, dokáží aktivně přenášet PAH mezi půdními částicemi a uvnitř půdních pórů. Zde totiž většinou funguje pouze difuzní přenos látek, což je pro účinnou degradaci PAH nedostatečné. Nálevníci tedy svou schopností navázat PAH do svých membrán zrychlují jejich přenos, čímž výrazně urychlují jejich odbourání dalšími mikroorganismy. Tím také umožní metabolitům PAH vstoupit do potravního mikrobiálního řetězce, ve kterém dojde k jejich úplnému rozkladu až na CO₂ a vodu a samozřejmě energii, kterou mikroorganismy využijí ve svůj prospěch. Nové objevy také otevírají možné aplikace při bioremediacích kontaminovaných půd, kdy se může podpořit růst těchto nálevníků nebo se půdy mohou uměle nálevníky inokulovat. Při bioremediacích se často využívají i speciální druhy rostlin, které opět dokáží lépe absorbovat produkty degradace PAH. Půda se rychleji a účinněji vyčistí."

Autor: Ing. Jiří Bárta, Ph.D.

Líbil se Vám tento článek? Doporučte jej svým známým.

Použité zdroje:

Dorothea Gilbert, Hans H. Jakobsen, Anne Winding, Philipp Mayer. Co-Transport of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons by Motile Microorganisms Leads to Enhanced Mass Transfer under Diffusive Conditions. Environmental Science & Technology, 2014; 140325154655002 DOI: 10.1021/es404793u

Aarhus University. "New perspective for soil clean-up: Microscopic ciliates transport poisonous tar substances." ScienceDaily. ScienceDaily, 24 March 2014. <www.sciencedaily.com/releases/2014/03/140324145359.htm>.