Cercetările navale descoperă rezistența ridicată la cupru în bacteriile marine
Bacteriile marine au evoluat pentru a depăși acoperirile pe bază de cupru aplicate pe nave, destinate să împiedice dezvoltarea crustaceelor, algelor și altor forme de viață marină.
Aceasta impune găsirea unor noi metode de gestionare a biofouling-ului, care reprezintă acumularea nedorită de organisme marine pe carenele navelor.
În revista Biointerphases, publicată de AIP Publishing, cercetătorii de la Laboratorul de Cercetări Navale al SUA și Universitatea Duke au studiat caracteristicile genetice ale diverselor specii de bacterii responsabile pentru supraviețuirea lor pe suprafețele cupru, un pas important în inhibarea acestor gene rezistente la cupru.
„Am observat o creștere a rezistenței la cupru în unele dintre porturile frecventate de echipa noastră în ultimul deceniu, în special în porturile cu activitate turistică sau industrială intensă. Am dorit să identificăm căile de rezistență dintr-o comunitate microbiană diversă pentru a înțelege cum membrii unei comunități complexe ar putea acționa simbiotic pentru a rezista unor medii toxice”, a declarat Kenan Fears.
Cercetătorii au plasat bucăți de panouri din PVC în Chesapeake Bay, unele acoperite cu un strat pe bază de cupru și altele lăsate neacoperite. După două săptămâni, au extras ADN-ul și au secvențiat genomurile coloniilor bacteriene care s-au dezvoltat pe panouri pentru a identifica genele rezistente la cupru și au testat toleranța fiecărei colonii la tratamentele cu apă pe bază de cupru.
Surprinzător, speciile de bacterii prezentau multe asemănări, indiferent de faptul că au crescut în apropierea acoperirii pe bază de cupru. Bacteriile din coloniile de control – cele care nu s-au dezvoltat inițial pe suprafețele acoperite cu cupru – erau la fel de rezistente la cupru și puteau supraviețui la concentrații de cupru de peste 70 miligrame pe litru.
„Pentru a pune acest lucru în perspectivă, limita Agenției pentru Protecția Mediului din SUA pentru o creștere pe termen scurt a cuprului în apă de mare este de 18 micrograme pe litru”, a spus Fears.
Aceasta reprezintă un posibil marker al evoluției și al adaptării bacteriilor la noile lor medii.
„Cuprul nu a fost întotdeauna în stare solubilă în apă; a devenit astfel doar după ce oxigenul s-a acumulat în atmosfera Pământului”, a spus Fears. „Cu toate acestea, pe măsură ce încărcarea de cupru în mediu a crescut, bacteriile cu cele mai bune mecanisme de apărare au continuat să se reproducă.”
Cercetătorii speră să utilizeze descoperirile lor pentru a ținti căile moleculare care ajută bacteriile să exprime genele rezistente la cupru, slăbind astfel capacitatea lor de a supraviețui în medii bogate în cupru.
„Cercetarea noastră sugerează că drumul mai inteligent pentru viitor este să proiectăm acoperiri antifouling care să selecteze comunități microbiene care ajută fie la descurajarea așezării macrofoulers – precum crustaceele sau tubeworms – fie care nu împiedică eliberarea compușilor biocidali”, a spus Fears. „Având în vedere presiunea reglementărilor în creștere asupra utilizării cuprului în acoperirile antifouling, există o nevoie urgentă de alternative.”
