本土苔藓展现非凡能力：无需能源即可捕获水中重金属

即将进行的野外试验将评估苔藓-微生物系统能否净化芬兰北部富含铁质的森林排水沟。

随着气候变化改变土壤和排水模式，有毒金属正以更快的速度渗入北部水域。如今，芬兰的研究人员表示，一个意想不到的盟友可能有助于减缓这种趋势。一种常见的苔藓，在其体内微观伙伴的支持下，展现出一种罕见的能力：无需能源或化学处理，即可从受污染的水中提取金属。奥卢大学的研究人员称，在传统处理方法失效的地方，该系统可能提供一种可持续的替代方案。

低温、偏远的地理位置和被废弃的基础设施常常限制传统的水净化方法。同时，森林开沟排水和旧矿场也不断地向附近溪流释放金属。

研究团队重点关注在酸性、富含金属的水域中繁茂生长的苔藓物种“浮生瓦氏藓”。科学家们最初在芬兰的皮海萨尔米矿附近发现了其密集的生长。很少有其他植物能在这样的条件下存活，因为高酸度增加了金属的溶解度和毒性。

苔藓在矿区茁壮成长

这种苔藓不仅仅是存活了下来。它在富含溶解金属的水中蓬勃发展。这一观察引发了对该植物如何应对极端化学环境的深入研究。“越来越多的证据表明，微生物在帮助植物在极端环境中生存方面起着至关重要的作用，”安娜-玛丽亚·皮尔蒂莱教授解释道。她的研究小组先前研究了金元素如何在云杉针叶中积累，以及芬兰北部和南部之间的微生物多样性差异。这些工作帮助确定了新研究的方向。

研究表明，苔藓并非单独去除金属。这个过程依赖于植物与其组织内生活的微生物之间的密切合作。这些被称为内生菌的微生物伙伴，在从金属污染水域采集的苔藓中更为丰富。其中有两种菌株表现突出：“班穆拉瓶头霉”和“肝色透杯盘菌”。两者均频繁出现在来自污染地点的苔藓中。研究人员也在实验室条件下成功培养了这两种菌株。

结果表明，这些微生物通过改变苔藓内部的化学条件，帮助其处理溶解的金属。这个过程使得金属沉淀下来，危害性降低。“苔藓就像一块海绵，能将金属结合并转化为更安全的固体形态，”博士后研究员凯莎·莱霍斯马说道，“微生物改变了苔藓组织内部的环境，使得有害的溶解金属能够转化为可处理的颗粒。而且，我们总有机会将富含金属的苔藓移除。”

该研究检测了铁、镉、铜、锌、镍和砷。这些金属对生态系统和水质构成长期风险。

从矿区到森林

该项目有国际合作伙伴参与，并与皮海萨尔米矿和钢铁生产商奥托昆普公司进行了行业合作。研究人员还从芬兰关闭的萨托波拉矿和瑞典的阿达克格鲁万矿采集了苔藓样本。他们比较了来自富金属水域和清洁环境的苔藓。

先前的测试表明，苔藓能在三周内从水中去除营养物质。金属去除需要更长时间，可能需要数周。正在进行的研究旨在衡量不同条件下的去除效率。

皮尔蒂莱的研究小组也在探索商业应用。“我们正在开发可用于不同领域的微生物菌株和产品，”她说。接下来，团队将在富含铁质的森林排水沟中测试苔藓-微生物净化系统。试验将在芬兰北部耶利宁湖附近的卡利门约基流域进行。

“在森林排水管理中，不应将苔藓视为阻碍水流的废物，”莱霍斯马强调。相反，研究人员将苔藓视为净化受污染的北部水域的活跃伙伴。

该研究发表在期刊《iMetaOmics》上。

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