Как грибы взаимодействуют с тяжелыми металлами: ключ к очистке почв и воды
Немецкие исследователи из Центра Гельмгольца в Дрездене-Россендорфе (HZDR) изучили, как четыре вида грибов взаимодействуют с европием (Eu) — химическим аналогом опасных актинидов, таких как америций и кюрий.
Научный контекст
- Европий — нерадиоактивный аналог тривалентных актинидов (америций-241, кюрий).
- Америций-241 — высокорадиотоксичный элемент. Он не высвободился напрямую при аварии на ЧАЭС в 1986 году, но образуется при распаде выброшенного плутония-241 (период полураспада 14,4 года). Его доля в загрязнении будет расти и достигнет пика через 70–80 лет после аварии.
- Европий также важен как компонент высокотехнологичной продукции, а при неправильной утилизации может попадать в окружающую среду.
Исследование и методы
Учёные выбрали четыре вида грибов с разным типом питания:
- Трутовик чешуйчатый (Schizophyllum commune)
- Вёшенка обыкновенная (Pleurotus ostreatus)
- Пилолистник тигровый (Lentinus tigrinus)
- Белошампиньон румянящийся (Leucoagaricus naucinus)
Ключевую роль в накоплении металлов играет не плодовое тело, а подземное мицелиальное сплетение (грибница). Используя комбинацию спектроскопии и микроскопии, команда изучила формы связывания европия и их локализацию в клетках грибов.
Результаты: разный "аппетит" к металлам
Хотя химическая природа взаимодействия с европием у всех грибов схожа, клеточные механизмы, транспорт и места накопления радикально различаются:
- Белошампиньон связывает лишь небольшое количество Eu, равномерно распределяя его внутри клетки.
- Трутовик чешуйчатый (гриб белой гнили) может связывать в 4 раза больше европия, чем другие виды. Он образует нерастворимые осадки, содержащие Eu, на внешней стороне клеточной стенки.
Это указывает на связь между пищевой физиологией гриба и его реакцией на тяжёлые металлы.
Практические перспективы
Полученные знания открывают несколько направлений для применения:
- Ремедиация почв: Грибы могут сделать загрязнённые тяжёлыми металлами земли снова пригодными для сельского хозяйства.
- Долгосрочное хранение: Благодаря долголетию (некоторые виды живут сотни лет) грибы потенциально могут иммобилизовать радионуклиды на время их распада, что полезно для защиты от радиации и очистки почв.
- Очистка воды: Мицелий может использоваться в качестве сорбента в фильтрующих колоннах для очистки загрязнённой воды.
Исследование также углубляет понимание миграции радионуклидов в окружающей среде, что необходимо для точного моделирования и реалистичной оценки рисков.