Бактерии против ракетного яда: как микробы и травы спасают почву
Ракетное топливо содержит токсичное вещество — несимметричный диметилгидразин, или гептил.
При окислении он образует опасные соединения, повреждающие ДНК и угрожающие живым организмам. После запуска ракет часть топлива попадает в почву, и ученые ищут способы очистить загрязненные территории.
Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в Bioremediation Journal.
Исследователи из МФТИ, Росбиотеха и ВНИИСБ вывели штамм бактерий Bacillus subtilis KK1112, который выживает даже при запредельных концентрациях гептила — в 200 000 раз выше нормы. Эти бактерии не просто устойчивы к яду, но и разлагают его на безопасные вещества.
Чтобы получить такой штамм, ученые постепенно увеличивали концентрацию гептила в среде, где росли бактерии. Выжили только самые устойчивые. Поскольку вещество повреждает ДНК, в процессе отбора у бактерий появлялись полезные мутации.
Затем ученые создали систему очистки: соединили бактерии с проростками трех неприхотливых кормовых трав — костреца безостого, люцерны и тимофеевки.
Эти растения могут расти в засушливых и засоленных почвах, что важно для космодромов в аридных зонах.
Часть растений выращивали в чистой воде, часть — в растворе гептила. Через неделю проверили токсичность среды с помощью биосенсоров — бактерий, светящихся при наличии ядов.
Результаты:
- Лучше всего токсичность снижала комбинация бактерий и костреца.
- Бактерии не только очищали среду, но и защищали растения — без них рост корней и побегов замедлялся на 60%.
- Штамм можно использовать как пробиотик для растений в загрязненных зонах.
Мы создали природную систему очистки, где бактерии и растения вместе разрушают яды и восстанавливают почву. Это дешево, экологично и решает серьезную проблему. Такие консорциумы можно подобрать и для других загрязнений, — говорит Сергей Баженов, руководитель проекта.
Этот метод биоремедиации — не просто лабораторный эксперимент. Он решает реальные проблемы:
- Экология — очистка почвы у космодромов без химикатов и дорогих технологий.
- Сельское хозяйство — бактерии защищают растения, позволяя выращивать кормовые культуры на загрязненных землях.
- Биотехнологии — подход можно адаптировать для других токсинов, от нефтепродуктов до пестицидов.
Главное преимущество — самоподдерживающаяся система: бактерии и растения работают вместе, не требуя постоянного вмешательства.
Раенее ученые создали из соломы биоуголь для очистки почвы от вредных примесей.