Os micróbios desenvolveram diversos mecanismos para extrair metais essenciais do seu ambiente, mesmo sob condições adversas. Aqui estão algumas estratégias empregadas por micróbios antigos e modernos:
1.
Proteínas de ligação a metais: Os micróbios produzem proteínas especializadas de ligação a metais, como metalotioneínas e sideróforos. Essas proteínas quelam íons metálicos, permitindo que os micróbios sequestrem e transportem o metal para dentro da célula. Por exemplo, os sideróforos são pequenas moléculas orgânicas produzidas por bactérias e fungos para adquirir ferro, um nutriente essencial.
2.
Produção de ácido: Micróbios acidófilos secretam ácidos que dissolvem minerais contendo metais, liberando os íons metálicos em solução. Esta estratégia é comumente observada em ambientes extremos, como solos ácidos e fontes hidrotermais. Por exemplo, bactérias tolerantes a ácidos como Acidithiobacillus ferrooxidans usam esse mecanismo para extrair metais como cobre, ferro e urânio.
3.
Reações redox: Os micróbios podem usar reações redox para alterar o estado de oxidação dos íons metálicos, tornando-os mais solúveis e mais fáceis de absorver. Isto é particularmente importante para metais como ferro e manganês, que existem em diferentes estados de oxidação no ambiente.
4.
Biomineralização: Os micróbios podem biomineralizar metais precipitando-os como minerais insolúveis dentro ou fora da célula. Este processo pode ajudar os micróbios a acumular e armazenar metais valiosos, ao mesmo tempo que reduz a sua toxicidade no ambiente. Por exemplo, certas bactérias formam cristais de magnetita (óxido de ferro) intracelularmente, sugerindo um mecanismo de armazenamento de metal.
5.
Simbiose e Mutualismo: Alguns micróbios estabelecem relações simbióticas com outros organismos para melhorar a aquisição de metais. Por exemplo, os fungos micorrízicos formam associações simbióticas com as raízes das plantas e facilitam a absorção de nutrientes, incluindo metais como fósforo, ferro e zinco, em troca de carboidratos.
6.
Biolixiviação: Certas bactérias e fungos desempenham papéis essenciais na biolixiviação, onde liberam íons metálicos de minérios e minerais através de processos enzimáticos ou subprodutos metabólicos. Este processo pode ser explorado na indústria de mineração para extrair metais valiosos como cobre, ouro e urânio dos minérios.
Estas antigas estratégias microbianas para a extração de metais moldaram os ciclos biogeoquímicos da Terra ao longo de milhões de anos e continuam a desempenhar papéis vitais na ciclagem de metais nos ecossistemas modernos. A compreensão desses mecanismos não apenas fornece insights sobre a diversidade e evolução microbiana, mas também oferece aplicações potenciais em biorremediação, biotecnologia e no desenvolvimento de tecnologias sustentáveis de extração de metais.
