Em um artigo publicado na National Science Review , uma equipe de cientistas resume criticamente os principais avanços nas interações mineral-micróbio, incluindo mecanismos moleculares de interações e manifestações macroscópicas de tais interações ao longo do tempo. Os principais desafios e futuras oportunidades de pesquisa são identificados.
Os minerais são os componentes fundamentais da Terra. Os micróbios ocupam a maior parte da árvore da vida. Em ambientes próximos da superfície, minerais e micróbios coexistem e interagem. Os estudos de interações minerais-micróbios floresceram nas últimas duas décadas, porque tais interações impulsionam grandes eventos geológicos e determinam substancialmente a habitabilidade da Terra. Uma equipe de pesquisa liderada pelo Dr. Hailiang Dong da Universidade de Geociências da China (Pequim) revisou criticamente as interações mineral-micróbio e sua coevolução, e propôs grandes oportunidades de pesquisa e desafios no futuro.

Minerais e micróbios interagem mutuamente em todas as escalas espaciais e temporais. Enquanto muitos minerais oferecem proteção e fornecem nutrientes/energia para apoiar o crescimento e metabolismo microbiano, outros minerais podem liberar substâncias biotóxicas e produzir espécies reativas de oxigênio (ROS) para limitar e até mesmo matar microrganismos. Em troca, os micróbios dissolvem, precipitam e transformam ativamente os minerais através do metabolismo, o que pode produzir bioassinaturas especiais no registro geológico.

Ao longo da história da Terra, tanto os minerais quanto os micróbios aumentam sua diversidade de espécies e complexidade funcional. Em um mundo prebiótico, os minerais catalisam a síntese de moléculas biológicas e desempenham um papel essencial no surgimento da vida. Subsequentemente, a evolução mineral impulsiona a inovação microbiana através de suas mudanças de propriedades físico-químicas ao longo do tempo. A evolução microbiana, por sua vez, impulsiona a diversificação mineral através de seu metabolismo único. Portanto, as interações minerais-micróbios em evolução ao longo do tempo geológico desempenham papéis críticos na condução de eventos geológicos, como a ocorrência do Grande Evento de Oxidação e a formação de grandes depósitos de minério.

As interações minerais-micróbios têm muitas aplicações biotecnológicas, incluindo biolixiviação de metais preciosos e fabricação de fertilizantes minerais, remediação de metais pesados ​​e poluentes orgânicos, biossíntese de novos materiais e CO₂ sequestro. Apesar dos avanços recentes, os autores identificam as principais questões de pesquisa para pesquisas futuras.

Em primeiro lugar, os papéis dos minerais no apoio à ecologia microbiana são reconhecidos apenas qualitativamente no presente. Os meios de cultura tradicionais não consideram os minerais como nutrientes e energia importantes, o que pode ser uma das razões para a baixa taxa de sucesso na obtenção de culturas puras. Os meios de cultura à base de minerais devem recuperar mais recursos microbianos.

Em segundo lugar, é um desafio distinguir minerais biogênicos de abiogênicos. Um conjunto singenético de minerais que combinam evidências morfológicas, estruturais/textuais e geoquímicas é mais significativo para pesquisar as pegadas biológicas no registro geológico e em outros planetas.

Terceiro, é imperativo vincular as investigações mecanicistas de laboratório às observações de campo. Através de uma abordagem iterativa, as interações mineral-micróbio podem ser inferidas ao longo do tempo.

Quarto, a manipulação das interações mineral-micróbio pode beneficiar a humanidade, como o CO₂ sequestro e mitigação do efeito do aquecimento global, recuperação de recursos, proteção ambiental e fabricação de novos materiais. + Explorar mais

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