植物也能“造矿”？我国科学家首次在蕨类植物中发现稀土成矿现象

近日，中国科学院广州地球化学研究所朱建喜研究员团队在一种名为“乌毛蕨”的蕨类植物体内，发现大量富集的稀土元素，并且首次观测到这些稀土在植物组织细胞间“自我组装”，形成了一种名为“镧独居石”的矿物。这是科学家首次在天然植物中发现稀土元素的生物成矿现象。研究成果日前在线发表于国际期刊《环境科学与技术》。

超积累植物乌毛蕨与风化壳型稀土矿的地理分布位置。 图源：科普广州

研究人员发现，乌毛蕨属于一类特殊的稀土“超积累植物”，仿佛土壤中的“稀土吸尘器”，能高效吸收并浓缩分散在环境中的稀土元素。研究显示，在其叶片的维管束和表皮组织中，从土壤中吸收的稀土元素会以纳米颗粒形式沉淀，并进一步结晶成磷酸盐稀土矿物。

稀土不是生命必须元素，其作用反而类似于重金属，即对植物有一定的生物毒害作用。“超积累植物富集且诱导稀土矿化的这一过程实际上是一种植物的自我保护机制，就像植物在体内‘打包封存’有毒物质，把可能伤害细胞的稀土离子，稳稳地锁进矿物结构中，实现稀土的钝化和自然‘解毒’。”朱建喜解释道。

稀土元素在乌毛蕨中生物矿化为独居石纳米多晶聚集体。图源：科普广州

独居石是工业上重要的稀土矿石，但天然独居石中常伴生放射性铀、钍元素，给开采与应用带来挑战。而乌毛蕨在自然生长的常温常压条件下所形成的生物独居石纯净、无辐射，展现出极具潜力的绿色提取前景。

长期以来，植物界的“矿物制造能力”被低估。此次在乌毛蕨中发现稀土成矿，不仅刷新了人类对植物的生物矿化机制的认知，也为近千种已知超富集植物的研究打开了新窗口。

图为电子三维重构技术显示了粒径为几百纳米的枝状晶颗粒形貌。图源：中国环境

该研究不仅揭示了植物对稀土的“解毒”与生物矿化机制，也为未来稀土资源的可持续利用提供了新路径：通过种植乌毛蕨等超积累植物，可在修复污染土壤、恢复稀土尾矿生态的同时，从植物体中回收高价值稀土，真正实现“边修复、边回收”的绿色循环模式。

参考来源

科普中国《我国科学家首次在植物中发现稀土成矿》

https://mp.weixin.qq.com/s/x2S2Y_FlBOAevlBlhApHFA

中国环境《植物体内“长出”稀土矿？来看我国科学家的首次发现》

https://mp.weixin.qq.com/s/xoYMzBHY9TdSwVjlHCeFaQ

科普广州《植物也能“造矿”？我国科学家首次在蕨类植物中发现稀土成矿现象》

https://mp.weixin.qq.com/s/rbHc3ajQCw58SM9_n4Oy_A

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