Мы думаем о бактериях как о вредных, вызывающих болезни, невидимых существах. Но на самом деле, только несколько видов опасны. Большинство бактерий хороши, и без них жизнь на Земле была бы невозможна.
Бактерии помогают разлагать мертвых животных и растения и приносить ценные питательные вещества обратно на Землю. Некоторые виды также помогают удалять вредные загрязнители из окружающей среды в процессе, который называется биоремедиацией. При использовании методов биоремедиации токсичные вещества, такие как тяжелые металлы и нефть, больше не вредны для окружающей среды. Бактерии также являются дешевыми и точными датчиками токсичных химических веществ.
Значимость
Самые многочисленные организмы в почве - бактерии. Они являются необходимой частью питательных или биогеохимических циклов, в которых углерод, азот, сера и фосфор перерабатываются между живыми существами и окружающей средой. Без этих циклов не было бы обмена элементами, которые являются основой белков, сахаров и жиров, не было бы жизни.
Бактерии как биосенсоры
По данным Агентства по охране окружающей среды США, промышленные предприятия США ежегодно производят 292 миллиона тонн опасных отходов, при этом в окружающую среду выбрасывается не менее 40 миллионов тонн. Традиционные химические анализы для определения и локализации токсичных отходов дороги и часто не точны. Поэтому ученые разработали биосенсоры, которые являются генетически модифицированными бактериями, способными определять местонахождение загрязняющих веществ.
Биосенсоры не требуют дорогостоящих химикатов или оборудования, и они работают в течение нескольких минут. Некоторые бактерии излучают свет, когда сталкиваются с определенным токсичным химическим веществом. Другие излучают свет, пока они здоровы, но останавливаются, если их убили токсины.
Бактерии как борцы с загрязнением
Тяжелые металлы промышленности и токсичные синтетические органические химические вещества, включая пестициды, нефтепродукты, взрывчатые вещества и антипирены, представляют серьезную угрозу для окружающей среды и здоровья человека. Они попадают в почву, воздух и воду и чрезвычайно устойчивы к естественным процессам разрушения. В биоремедиации используются определенные бактерии, которые переваривают токсичные вещества и превращают их в менее вредные вещества. В некоторой степени биоремедиация происходит естественным путем, но ее обычно усиливают добавлением бактериальной «пищи», такой как фосфор и азот, которые улучшают рост бактерий и более эффективную очистку химических веществ. Биоремедиация обычно дешевле и менее трудоемка, чем традиционные технологии.
Специально отобранные бактерии
Промышленное загрязнение и разливы нефти часто имеют величину, которая требует усиленной биоремедиации, когда исследователи выбирают бактерии, которые специфически растут на определенном загрязнителе, или генетически модифицированные бактерии, которые могут метаболизировать определенный загрязнитель. Добавление таких бактерий называется биоаугментация, которая используется для очистки разливов нефти в воде. Кроме того, исследователи генетически изменили радиационно-стойкие бактерии, чтобы сделать их более полезными для очистки участков, загрязненных радиоактивными материалами.
Значимость
Хорошие бактерии являются необходимыми очистителями токсичных отходов, и без них многие аварии в окружающей среде превратятся в катастрофы. В 1989 году корабль Exxon Valdez обрушился на риф недалеко от береговой линии Принца Уильяма Саунда на Аляске, вызвав одно из величайших разливов нефти в истории. Исследователи все еще работают над тем, как полностью очистить эти первозданные воды. В первые пять лет после аварии нефть исчезала со скоростью около 70 процентов из-за успешной биоремедиации.
