Fichtennadeln aus Gold

(ljo) Die Suche nach Gold führte Forschende tief in die Wälder von Lappland, Finnlands nördlichste Region. Konkret suchten sie dort nach Fichten, die Spuren des Edelmetalls enthalten könnten. So zumindest ihr Verdacht. Also nahm das Team Nadeln mit, um sie im Labor zu untersuchen. Sie fanden tatsächlich Spuren von Gold. Mit blossem Auge waren sie zwar nicht zu erkennen, doch unter dem Elektronenmikroskop leuchteten ihnen die Partikel regelrecht entgegen.  

Dass Pflanzen Metalle aufnehmen können, ist bekannt: Forschende aus Australien fanden bereits 2013 Goldpartikel in den Blättern von Eukalyptusbäumen, die über Lagerstätten wuchsen. So werden bestimmte Bereiche der Erdkruste bezeichnet, in denen sich Konzentrationen von nutzbaren Stoffen, in diesem Fall Gold, befinden. Das Metall gelangt über Wurzeln und Grundwasser in die Pflanze, wird im Saftstrom nach oben transportiert und schliesslich in Blättern eingelagert.  

Die Entdeckung galt damals als ein Durchbruch für die «biogeochemische Exploration» – die Suche nach Erzvorkommen mithilfe von Pflanzenproben. Denn Spuren in den Blättern können auf Vorkommen im Untergrund hindeuten, selbst wenn das Gestein viele Meter unter verschiedenen Schichten verborgen liegt. Doch wie sich die Partikel genau in den Pflanzen einlagerten, blieb unklar.

Um dieser Frage bei den goldenen Fichten nachzugehen, untersuchte das Forschungsteam um die finnische Mikrobiologin Kaisa Lehosmaa von der Universität Oulu in Nordfinnland 23 Exemplare der Gemeinen Fichte (Picea abies). Und zwar von solchen, die über dem bekannten Vorkommen der Mine von Kittilä wuchsen, der ergiebigsten Goldlagerstätte in Europa. Von diesen Bäumen sammelten die Forscherinnen 138 Nadeln ein. Zurück an der Uni, suchten sie dann mithilfe hochauflösender Rasterelektronenmikroskopie nach Spuren des Edelmetalls. 

Bakterien als Umwandler 
In vier der untersuchten Bäume fanden sich tatsächlich Gold-Nanopartikel, in Gestalt winziger Kügelchen. Diese waren von bakteriellen Zellen umgeben, die in einer Art Schleimschicht eingebettet waren, die Mikroben als Schutz und Lebensraum dient. Diese wird auch Biofilm genannt. 

Gleichzeitig analysierten die Forschenden das genetische Profil der Mikroorganismen, die in den Nadeln leben. Und so fanden sie einen entscheidenden Hinweis: Diese Bakterien scheinen massgeblich daran beteiligt zu sein, dass sich das Edelmetall ablagert. Vermutlich können sie lösliches Gold in feste Partikel umwandeln. Denn gelöst ist Gold für die Bakterien giftig, sie müssen es einkapseln, um zu überleben. Der genaue Mechanismus dahinter ist zwar noch unklar. Doch vieles deutet darauf hin, dass die Mikroben bei einem Vorgang namens Biomineralisierung beteiligt sind – dem Übergang von gelösten Metallen zu mineralischen Formen mithilfe von Lebewesen.