Jak vyrobit zlato? Bakterie Cupriavidus metallidurans vylučují zlaté nugety

Zlato! Žlutý kov se mnohokrát stal hybnou silou dějin. S vidinou pohádkového bohatství vyráželi na daleké cesty slavní mořeplavci. V patách jim kráčeli dobrodruzi a hrdlořezové typu Hernána Cortése či Francisca Pizarra a v touze po zlatu rozvraceli mocné říše. Zlaté horečky uváděly do pohybu miliony lidí v Novém světě, Africe i Austrálii. 

Zlatý koloběh v útrobách bakterií

Ložiska zlata se formovala za vysokých tlaků a teplot hluboko pod zemským povrchem. Geologové se dlouho domnívali, že drobné šupinky zlata se uvolňují do přírody právě z těchto z mateřských zlatých žil. Teprve nedávno se ukázalo, že při jejich vzniku hrají často významnou roli půdní bakterie. Někteří mikrobi dokážou zlato rozpouštět a uvolňovat v podobě iontů do okolí. V rozpustné formě je zlato unášeno podzemními i povrchovými vodami a končí v sedimentech oceánů. 

Rozpustné zlato však nemusí být nenávratně ztraceno. Jiné bakterie drahocenný totiž prvek opět vychytávají a převádějí do nerozpustné formy ryzího kovu. Někdy se mohou drobné částečky „vytěžené“ bakteriemi shlukovat do větších útvarů a vytvářet nuggety o hmotnosti až několika desítek kilogramů. Záhadou zůstávalo, jak rychle taková přírodní recyklace zlata probíhá a jak je možné, že se bakterie vysoce toxickými rozpustnými formami zlata neotráví. 

Mikrob, který se „živí“ mědí

Zkoumání částic ze slavné australské zlatonosné lokality West Coast Creek prokázalo, že se zlato vrací do nerozpustné formy poměrně rychle. Zrnka se neformovala déle než 60 let a mnohá vznikla za méně než dvě desetiletí. Jasněji máme i v detoxikačních mechanismech „zlatých“ bakterií. Vědcům je prozradil mikrob Cupriavidus metallidurans, který si libuje v půdách s vysokým obsahem různých těžkých kovů.

Snímek z elektronového mikroskopu ukazuje struktury vytvořené bakteriemi. Zrnko zlata pochází z lomu nazvaného Hit or Miss, který leží v australském Queenslandu (foto: CSIRO, CC0)

Bakterie pouští toxické rozpustné zlato do nitra své buňky společně s mědí, kterou nutně potřebuje k životu. Vysoké koncentrace mědi a zlata jsou však pro ni smrtelné a ve vzájemné kombinaci mají oba prvky na bakteriální buňku ještě fatálnější dopad než každý kov sám o sobě. Bakterie umí oba prvky v rozpustné formě opět vylučovat, ale tenhle detoxikační mechanismus je společným účinkem mědi a zlata ochromen. Proto se Cupriavidus metallidurans nadměrnému příjmu těchto prvků brání a už na svém povrchu mění rozpustné formy mědi a zlata znovu na částice nerozpustných ryzích kovů.

Odhalené detaily koloběhu zlata v přírodě chtějí vědci využít k vývoji nových metod pro recyklaci zlata z nejrůznějších odpadů včetně vyřazené elektroniky, z níž se prozatím zpětné získávání zlata ekonomicky nevyplácí.

TIP: Ruský Klondike: V čem byla jiná zlatá horečka na Uralu a na Sibiři

Poměrně rychlý proces také otevírá zcela nové možnosti pro těžbu zlata z hornin, kde je obsah tohoto prvku nízký, nebo i z dříve vytěžené hlušiny. Na rozdíl od průmyslových metod těžby, které využívají např. rozpouštění zlata vysoce toxickou rtutí, by byla biotechnologická metoda s nasazením bakterií podstatně šetrnější k životnímu prostředí.