Las interacciones minerales y microbianas juegan un papel importante en los procesos geológicos y ambientales.

Los minerales son los componentes básicos de la tierra. Los microbios ocupan la mayor parte del árbol de la vida. En ambientes cercanos a la superficie, los minerales y los microbios coexisten e interactúan. Los estudios de interacciones entre microbios minerales han florecido en las últimas dos décadas, porque tales interacciones impulsan eventos geológicos importantes y determinan en gran medida la habitabilidad de la Tierra. Un equipo de investigación dirigido por el Dr. Hailiang Dong de la Universidad de Geociencias de China (Beijing) revisó críticamente las interacciones entre minerales y microbios y su coevolución, y sugirió importantes oportunidades de investigación y desafíos para el futuro.

Los minerales y los microbios interactúan entre sí en todas las escalas espacio-temporales. Si bien muchos minerales brindan protección y suministran nutrientes/energía para respaldar el crecimiento y el metabolismo microbianos, otros minerales pueden liberar biotoxinas y producir especies reactivas de oxígeno (ROS) para reducir e incluso eliminar los microorganismos. A su vez, los microbios disuelven, precipitan y transforman los minerales a través del metabolismo, lo que puede producir biohuellas especiales en el registro geológico.

A lo largo de la historia de la Tierra, los minerales y los microbios han aumentado su diversidad de especies y su complejidad funcional. En el mundo de los prebióticos, los minerales estimulan la síntesis de moléculas biológicas y juegan un papel fundamental en el surgimiento de la vida. Luego, la evolución de los minerales impulsa la innovación microbiana a través de sus cambios en las propiedades fisicoquímicas a lo largo del tiempo. La evolución microbiana, a su vez, conduce a la diversificación de minerales a través de un proceso de metabolismo único. Por lo tanto, las interacciones cambiantes de los microbios minerales a lo largo del tiempo geológico juegan un papel fundamental en la conducción de eventos geológicos como la ocurrencia del Gran Evento de Oxidación y la formación de grandes depósitos de minerales.

Las reacciones microbianas y de metales tienen muchas aplicaciones biotecnológicas, incluido el blanqueo biológico de metales preciosos y la fabricación de fertilizantes minerales, el procesamiento de metales pesados ​​y contaminantes orgánicos, la biosíntesis de nuevos materiales y el secuestro de dióxido de carbono. A pesar de los desarrollos recientes, los autores identifican preguntas clave de investigación para futuras investigaciones.

Primero, los roles de los minerales en el apoyo a la ecología microbiana solo se reconocen cualitativamente en la actualidad. Los medios de cultivo tradicionales no consideran los minerales como nutrientes y energía importantes, lo que puede ser una de las razones de la baja tasa de éxito en la obtención de cultivos puros. Los medios de cultivo minerales deberían recuperar más recursos microbianos.

En segundo lugar, es difícil distinguir los minerales bióticos de los minerales no biogénicos. La agrupación armónica de minerales que combina evidencia morfológica, estructural/estructural y geoquímica es más útil para buscar huellas dactilares biológicas en el registro geológico y en otros planetas.

Tercero, es necesario correlacionar las investigaciones mecánicas de laboratorio con las observaciones de campo. A través de un enfoque iterativo, se pueden inferir las interacciones de minerales y microbios a lo largo del tiempo.

En cuarto lugar, la manipulación de las interacciones entre humanos, minerales y microbios, como el secuestro de dióxido de carbono y la mitigación del efecto invernadero, puede beneficiar la recuperación de recursos, la protección ambiental y la fabricación de nuevos materiales.

Una revisión crítica de la interacción y coevolución mineral-microbiana: mecanismos y aplicaciones.

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