رویای هزاران ساله بشر محقق می‌شود؟
باکتری‌های کیمیاگر
استفاده از نوعی باکتری برای تولید طلای جامد شده ازجمله اکتشافاتی است که برخی از محققان ایرانی و خارجی در این‌باره پژوهش‌هایی را انجام داده و موفقیت‌های را کسب کرده‌اند.
به گزارش استیل تریدر، دانشمند ایرانی دانشگاه میشیگان در امریکا موفق به استفاده از نوعی باکتری برای تولید طلای جامد شده است. در این یافته کاظم کاشفی و همکارانش نوعی باکتری کشف کرده‌اند که توانایی مقاومت در برابر مواد سمی دارد و می‌تواند طلای ۲۴ عیار تولید کند. این پژوهشگران دریافته‌اند باکتری مقاوم به فلز می‌تواند غلظت‌های زیادی از کلرید طلا یا طلای مایع را رشد دهد. این ترکیب نوعی ماده شیمیایی است که در طبیعت یافت می‌شود. محققان به تقلید فرآیندی که به اعتقاد آنها در طبیعت روی می‌دهد، این باکتری را با میزان زیادی کلرید طلا تغذیه کردند در طول یک هفته این باکتری ماده سمی را به تکه‌ای از طلا تبدیل کرد.
به اعتقاد کاظم کاشفی، استاد یار میکروبیولوژی و ژنتیک مولکولی کیمیاگری میکروبی کاری است که انجام شده است؛ یعنی تولید طلای ارزشمند از چیزی که هیچ ارزشی ندارد. در این کار هنرمندانه محققان از ترکیب زیست فناوری، هنر و کیمیاگری برای تبدیل طلای مایع به طلای جامد ۲۴ عیار استفاده کردند.در واقع ترکیبی که موجب تولید این طلا می‌شود شامل یک آزمایشگاه قابل حمل از سخت‌افزار طلا ۲۴ عیار، یک زیست رآکتور شیشه‌ای و باکتری است.البته این مطالعات در نواحی مختلف در بلژیک، چین، آرژانتین و مکزیک مورد آزمون قرار گرفته است در ایران نیز محققان پژوهش‌هایی را روی تجمع این باکتری‌ها در خاک‌های منطقه طلادار «آق‌دره» انجام داده‌اند و تفاوت‌هایی را بین مجموعه ارگانیسم‌هایی موجود در خاک‌های طلادار و خاک‌های بدون طلا شناسایی کرده‌اند و نتیجه گرفته‌اند که از مجموعه ارگانیسم‌های موجود در خاک نیز می‌توان به اکتشاف طلا پرداخت.خلیل بهار فیروزی، دکترای زمین شناسی اقتصادی در این زمینه می گوید.
چگونه می‌توان از باکتری‌ها برای اکتشاف معادن طلا استفاده کرد؟
برخی از دانشمندان به این فکر افتاده‌اند که آیا می‌توان از باکتری‌ها به عنوان روشی برای اکتشاف معادن طلا استفاده کرد یا اینکه می‌توانیم از باکتری‌ها برای تولید ذرات طلا با کاربرد صنعتی استفاده کنیم؟ دانشمندان عقیده دارند که وقتی ناگت‌های طلا در طبیعت امکان رشد دارند پس چرا ما نتوانیم این کار را بکنیم. در واقع این کار را می‌خواهند با شناخت دقیق مکانیسم باکتری‌ها انجام دهند.فرآیندهایی که باکتری‌ها به وسیله آن ذرات طلا را ایجاد می‌کنند، ممکن است روزی برای جمع‌آوری طلا از باطله‌های معدنی استفاده شود. برخی از باکتری‌ها طلای محلول را برای سم‌زدایی، به‌صورت ذرات بسیار ریز بی‌اثر در حد نانومتر، در داخل سلول خود جمع می‌کند.
ژن‌های طلایی شامل چه مواردی می‌شوند؟
برخی از دانشمندان با بررسی‌های بیوشیمیایی و ژنتیکی، دسته‌ای از ژن‌ها و متابولیت‌ها را کشف کرده‌اند که مسئول ته‌نشینی طلا هستند. ماده شیمیایی که در تولید طلا در خارج از بدن باکتری‌ها نقش دارد «دلفتیباکتین» نام دارد. ژن‌های مسئول تولید طلا در باکتری‌ها موجب تولید ماده شیمیایی دلفتیباکتین شده و به بیرون بدن باکتری می‌ریزند. در واقع باکتری با این کار موجب رسوب طلا و مانع از ورود آن به داخل بدن خود می‌شود. برخی دیگر عقیده دارند که ممکن است این باکتری از مکانیسم دیگری برای سم‌زدایی طلایی که به داخل دیواره سلول رخنه کرده است، استفاده کند. برخی از بیوفیلم‌های روی ذرات طلا دارای گونه دیگری از باکتری بنام «دلفتیا اسیدووارانس» هستند.
دانشمندان عقیده دارند که این باکتری، ذرات طلا را در خارج از سلول‌های خود تولید می‌کند. «دلفتیباکتین» را می‌توان به عنوان کاتالیزوری برای تولید ذرات نانوی طلا در برخی از واکنش‌های شیمیایی یا برای ته نشینی طلا از پساب‌های معدنی استفاده کرد. به نظر محققان باکتری یا متابولیت حاصل از آن را می‌توان روی باطله‌های مستعد کشت داد، برای چند سال آنها را رها کرد و احتمالا ذرات بزرگتر طلا شکل خواهند گرفت.اگرچه این فرمول هنوز محرمانه است اما برخی از دانشمندان روی خواص شیمیایی متابولیت‌ها تاکید می‌کنند و امیدوارند که در آینده بتوانند از این روش روزانه چندین کیلوگرم طلا استحصال کنند.
در ایران چه کارهایی در این زمینه انجام شده است؟
در ایران نیز محققان پژوهش‌هایی را روی تجمع این باکتری‌ها در خاک‌های منطقه طلادار «آق‌دره» انجام داده‌اند و تفاوت‌هایی را بین مجموعه ارگانیسم‌هایی موجود در خاک‌های طلادار و خاک‌های بدون طلا شناسایی کرده‌اند و نتیجه گرفته‌اند که از روی مجموعه ارگانیسم‌های موجود در خاک نیز می‌توان به اکتشاف طلا پرداخت.کاربرد یک نوع باکتری باسیلی خاک به نام «سروس» به عنوان ارگانیسم شاخص برای طلا و فلزات دیگر در مطالعات نواحی مختلف در بلژیک، چین، آرژانتین و مکزیک مورد آزمون قرار گرفته است.
این ارگانیسم یک نوع باکتری هوازی به شکل هاگ است که دارای نوسانات زیادی در فلز و پنی‌سیلین است. تاکنون هاگ‌های این ارگانیسم از بسیاری از خاک‌ها و رسوبات جدا شده است. مقدار هاگ‌ها در خاک‌های غنی شده چند فلزی، به‌ویژه غنی از طلا چندین برابر مقدار زمینه است که نشان‌دهنده همراهی غیرقابل انکار جمعیت باکتریایی با خاک‌های پلی متال است.
مکانیسم جداسازی طلا از باطله‌ها به وسیله باکتری‌ها چگونه است؟
سوخت‌وسازهای باکتری‌ها، از بدو پیدایش حیات روی کره زمین اهمیت داشته‌اند. قبل از اکسیژن‌دار شدن اتمسفر و اقیانوس در پروتروزوئیک، باکتری‌های غیرهوازی رشد و توسعه یافته‌اند. این ارگانیسم‌ها در زمان اکسیژن‌دار شدن زمین نیز به رشد خود ادامه داده‌اند. هم ارگانیسم‌های هوازی و هم غیرهوازی تاثیر شگرفی بر ژئوشیمی فلزات محلول و کانی‌های دربردارنده فلزات داشته‌اند.ارگانیسم‌های هوازی می‌توانند فلزات محلول را اکسید کرده و باعث احیا گوگرد شوند.
همچنین در فرآیند غنی‌شدگی ثانویه کانه‌های سولفیدی شرکت کنند و به عنوان کاتالیزور در تشکیل آب‌های معدنی اسیدی نقش داشته باشند.تجزیه ترکیبات آلی پیچیده مثل سلولزومی سلولز، به وسیله باکتری‌ها به مولکول‌های ساده‌تری چون استات، اوگزالات وسیترات می‌توانند با تشکیل کمپلکس‌های آلی فلز باعث افزایش انحلال فلزات شده و موجب تخریب و انحلال کانی‌های سیلیکاته شود. در برخی از سامانه‌های کانی‌سازی همچون کانسارهای رسوبی، همچنین در بخش‌های کم دمای کانی‌سازی سولفیدهای توده‌ای و آتشفشان زاد نیز می‌توانند مهم باشند. فرآیند کانی سازی زیستی می‌تواند در بهبود محیط‌هایی که به‌وسیله فلزات آلوده شده‌اند، نیز به کار رود.
منظور از کانی‌سازی زیستی چیست؟
کانی سازی زیستی فرآیندی است که موجودات زنده کانی‌ها را تولید می‌کنند. این کار را معمولا برای محکم کردن بافت خود انجام می‌دهند. این پدیده بسیار گسترده است. هر ۶ قلمرو طبقه‌بندی شده زیستی دارای اعضایی هستند که قادر به تولید کانی‌ها هستند.حدود ۶۰ کانی تاکنون شناخته شده‌اند که به‌وسیله ارگانیسم‌ها تولید می‌شود. سیلیکات‌ها به وسیله جلبک‌ها، کربنات‌ها در بی‌مهرگان، فسفات و کربنات کلسیم در مهره داران، نمونه‌هایی از آنها هستند. این کانی‌ها بیشتر عوارض ساختاری چون صدف دریایی، استخوان در پستانداران وپرندگان را می‌سازند. در مدت ۵۵۰میلیون سال گذشته، ارگانیسم‌های مختلف اسکلت‌های معدنی را می‌ساختند.
نمونه‌های شاخص دیگر از این فرآیند کانسارهای آهن، مس و طلا هستند که باکتری‌ها در تشکیل آنها نقش دارند. برخی از باکتری‌ها با تولید مگنتیت در بدن خود، در امتداد میدان خطوط میدان مغناطیسی زمین تجمع می‌یابند. به این نوع باکتری‌ها مگنتو تاکتیک می‌گویند.دانشمندان نخستین‌بار ساخت‌هایی را در طلای پلاسری لیلیان کریک استرالیا مشاهده کردند که شبیه به میکرو فسیل‌هایی است که روی آنها قشری از طلا پوشانده شده باشد.نمونه‌های دیگری در مناطق مختلف استرالیا، کانادا و افریقای جنوبی نیز شناسایی شدند.
رشد غنچه مانند طلا روی سطح طلا، در مجموعه پلاسری در جنوب نیوزیلند نیز جالب بود. در این منطقه طیفی از بافت‌ها به صورت تدریجی با افزایش شدت کانی‌سازی از غنچه‌های منفرد تا غنچه‌های به هم چسبیده، زنجیری از حفره‌هایی پر شده از طلا شناسایی شد. این مجموعه پدیده‌ها به فعالیت میکروارگانیسم‌ها نسبت داده شدند.
باکتری‌ها چگونه باعث استخراج طلا از معادن می‌شوند؟
انبوه باکتری‌هایی که ترکیبات سمی طلا را از خاک می‌گیرند و ذرات طلای خالص را بیرون می‌دهند، به عنوان همکاران کاوشگران تکه‌های خالص طلا(ناگت)، عمل می‌کنند. شواهد محکمی به وسیله دانشمندان کشف شده که باکتری‌هایی که در آزمایشگاه‌ها برای تولید طلا مورد استفاده قرار می‌گیرند، روش خود را در طبیعت نیز به‌کار می‌برند. طلای ناخالص در طبیعت معمولا به همراه نقره و مس در رگه‌هایی از کانی‌هایی چون کوارتز یافت می‌شوند، در چنین مواردی معمولا دارای غنی‌شدگی پایین، و غیرقابل رویت هستند. در مواردی دانه‌های ثانویه پرعیار به نام «ناگت» ممکن است در داخل رسوبات رودخانه‌ای یا خاک یافت شوند.
تاکنون تصور می‌شد که این طلاها به وسیله فرآیند فرسایش شکل می‌گیرند یعنی یا اینکه حاصل شسته شدن نقره و مس و خروج آنها هستند یا اینکه طلا شسته شده و به صورت محلول و در جای دیگر تجمع می‌یابد.پیش از این زمین‌شناسان در کارهای میدانی ساخت‌های باکتریایی را روی دانه‌های طلا مشاهده کرده بودند و میکروبیولوژیست‌ها نیز در آزمایشگاه نشان داده‌اند که برخی از باکتری‌ها توانایی جداسازی و ته‌نشین کردن طلا و برخی فلزات دیگر را از داخل محلول دارند. البته ارتباط بین باکتری‌ها و نهشته‌های طلا همواره مشکوک بوده و درحال‌حاضر این موضوع آشکارتر شده است. آنالیزهای ژنتیکی بیش از ۳۰ گونه میکروبی به‌صورت بیوفیلم‌هایی از باکتری‌ها را روی دانه‌های طلا شناسایی کرده است.
یکی از گونه‌های باکتری‌ها که محققان استرالیایی هم در نیوسات ولز وهم در کوئینزلند در طلاهای حاصل از لاوک‌شویی مشاهده کرده‌اند اما هرگز در خاک‌های اطراف دیده نشده، باکتری به نام رالستونیا متالیدورانس است. میکروبی که می‌تواند در محلول‌های غنی از فلز رشد کنند. این باکتری توانایی این را دارد که در محلول‌های سمی کلرید طلا زندگی کرده و طلا را ته‌نشین کنند. با ته‌نشینی طلا امکان سم‌زدایی محیط آن نیز فراهم می‌شود. محققان عقیده دارند که این باکتری ممکن است به عنوان روکش روی طلا عمل کرده و باکتری‌های دیگر بر روی آن رشد کنند، همانند آنچه روی ردیف‌های مرجانی اتفاق می‌افتد.
کانی‌سازی زیستی ذرات نانوی طلا همچنین در باکتری فلز دوست دیگری بنام «کوپریویدوس متالیدورانس» نیز گزارش شده است. به نظر محققان این فرآیند حاصل عملکرد ژن حساس به طلا است که در یک واکنش احیاشوندگی موجب شکست کمپلکس‌های سمی طلای ۳ ظرفیتی می‌شود. این باکتری که به صورت بیوفیلم روی ذرات طلا جمع می‌شود، خیلی سریع کمپلکس‌های طلای ۳ ظرفیتی را از محلول جمع می‌کند. سم زدایی طلا به وسیله باکتری‌ها در ترکیبی از فرآیندهای انتشار، احیا ومتیلاسیون کمپلکس طلا منجر به تشکیل ترکیبات کمپلکس یک ظرفیتی طلا و ذرات نانوی طلای فلزی آزاد می‌شود. ته نشینی طلا از این کمپلکس‌ها می‌تواند منجر به افزایش امکان زنده ماندن جمعیت‌های باکتری‌ها شود. در این صورت این جمعیت باکتری‌ها قادر خواهند بود که انرژی سوخت و ساز خود را با مصرف لیگاندهای کمپلکس طلا به‌دست آورند.
- بهناز صفری-
استیل تریدر | مرجع خبر و تحلیل صنعت فولاد ایران و جهان