ݺߣ

ݺߣShare a Scribd company logo
Čím jsou (taky) pozoruhodné Zlaté
Hory?
Lukáš Falteisek
Přírodovědecká fakulta UK v
Praze
Mikroorganismy sulfidických ložisek
• oxidují sulfidy a Fe2+
:
(Singer a Stumm 1970)
• známé od 40. let 20. století
• růst nezávislý na sluneční energii (ale na kyslíku jako
produktu fotosyntézy ano)
• diverzitu těchto organismů známe lépe než v běžné
půdě
• rozsáhlé komerční využití: biologická těžba (Cu, Au),
čištění důlních vod
Baker a Banfield 2003
A je tedy ještě co zkoumat?
•velmi dobře známe diverzitu mikroorganismů, ale to
neznamená, že tušíme, jak žijí
•o interakcích mezi nimi se běžně uvažuje stylem, jako by
žádné nebyly
•v technické praxi se pak využívá Acidithiobacillus
ferrooxidans jako všelék, i tam, kde se vůbec nehodí
V technologickém využití tak navzdory stovkám studií
vládne empirie:
•např. Heinzel et al. 2009: Bioreaktor na čištění důlních vod
inokulován A. ferrooxidans a L. ferrooxidans, po několika
měsících linka sice fungovala, avšak s úplně jinými
bakteriemi, které tam nikdo nepředpokládal... (ale mohl!)
Zlaté Hory
• ideální modelový ekosystém sulfidických rud
• různé fáze supergenních procesů na jedné lokalitě
• 15 vzorků, 618 klonů, 148 druhů
Co jsme zjistili
• 1. dají se rozlišit 3 hlavní typy prostředí: rozpouštění rud,
kyselé vody, gossan
• 2. existuje několik bakteriálních konsorcií pro různé složení
vod, mezi nimi ostré hranice, mění se v čase
• 3. patrně zde
máme ukázku
prostředí, kde právě
probíhá adaptace
některých bakterií
na extrémní
podmínky
Falteisek L., Čepička I. 2012:
Microbiology of diverse acidic
and non-acidic microhabitats
within a sulfidic ore mine.
Extremophiles 16, 911-922.
Modelové prostředí s málo druhy– kyselé
důlní vody v místech, kde se oxidují sulfidy
Vznik kyselých vod•převažují nepopsaná archea a
Leptospirillum
•rozpouštění alumosilikátů –
neutralizace?
Společenstva
vodních vývěrů
Lze dělit podle několika kritérií:
1. Průtok
• kontinuální tok – „soploidy“ a
streamery
• filtrace - brčka
2. Fyzikálně chemické podmínky
• vody s pH <3 a vysokou mineralizací
• vody s pH ≤3 a nízkou mineralizací
• vody s pH >3
3. Fáze životního cyklu
• rostoucí
• odumírající
Mikrobiologie Zlatohorského rudního revíru
Mikrobiologie Zlatohorského rudního revíru
Nejextrémnější společenstva
• oxidují Fe
• omezené na vody o pH <3
• oxidace, srážení, sorpce
• převažují jen 2 druhy bakterií
Mikrobiologie Zlatohorského rudního revíru
Mikrobiologie Zlatohorského rudního revíru
Gossan
•při povrchu ložiska
•sulfidy (téměř) chybí, malá
mineralizace vod
•pestré společenstvo bakterií
•sekundární minerály
•amorfní oxohydroxidy Al
•alumogel
•různé minerály Cu, Zn, Pb
•goethit
•uvolňují se a opět usazují
•hranice s kyselým prostředím
mnohdy velmi tenká
Acidovorax avenae
Gallionella sp.
Dokdonella sp.
Gematimonadetes
Legionellales
Thermoplasmatales
nezn. Euryaercheota
Ralstonia picketii
Thiohalomonas sp.
Chloroflexi
Legionellales
Cyanobacteria?
Herbaspirillum sp.
OP3
.......
nezn. Crenarcheota
Ralstonia picketii
Nitrosospira sp.
Gallionella sp.
nezn. betaproteobakterie
Acidovorax avenae
Mikrobiologie Zlatohorského rudního revíru
Proč stále zkoumat Zlaté Hory?
• Během posledních 10 let
exponenciálně přibývá studií
mikrobiální diverzity
• Už poznáme komunity z různých
prostředí, dokážeme detekovat
gradienty
• Problém se objeví, když
porovnáme více vzorků z
jednoho typu prostředí:
• Asi 70 % bakterií se podaří najít
jen v jednom vzorku a chybí už
o pár metrů vedle
• Vzorky půdy z několika míst v
rámci 1 ha se liší podobně jako
vzorky z různých kontinentů
Nemergut et al.
2011
Z toho plynou otázky:
•jsou tedy bakterie kosmopolitní nebo ne?
•je diverzita dána podmínkami prostředí, konkurencí nebo náhodou?
•má smysl mluvit o druzích, nebo jsou tvořené mikroorganismy jen
příležitostnými seskupeními genů?
Jak z toho ven?
•A co srovnávat jednoduché a dobře známé komunity s
malou diverzitou?
Problém je, že taková prostředí se často nevidí,
minimálně jedno ale přece známe:
Závěr
• v ZH by se mohlo „vyřádit“ ještě mnoho badatelů ze
základního i prakticky zaměřeného výzkumu
• mluvíme samozřejmě o světovém, nikoliv lokálním výzkumu
• z pohledu biologicky podložené ochrany přírody je taková
lokalita velice cenná, i když je:
– druhově chudá (ale zvyšuje beta diverzitu krajiny)
– toxická (to podmiňuje tu unikátnost; stačí zamezit
nekontrolovanému šíření kontaminace do okolí)
– velmi ovlivněná člověkem (to je v ČR úplně vše včetně Boubína)
• naopak les vysázený po aplanaci dolu je biologicky a
ochranářsky takřka bezcenný
• rozumnou ochranu lokality lze velmi dobře skloubit např.
turistickým zpřístupněním části podzemí
• pokud je zlikvidujeme, ani nevíme, co vše se navždy zničí
Děkuji za pozornost !

More Related Content

Featured (20)

2024 Trend Updates: What Really Works In SEO & Content Marketing
2024 Trend Updates: What Really Works In SEO & Content Marketing2024 Trend Updates: What Really Works In SEO & Content Marketing
2024 Trend Updates: What Really Works In SEO & Content Marketing
Search Engine Journal
Storytelling For The Web: Integrate Storytelling in your Design Process
Storytelling For The Web: Integrate Storytelling in your Design ProcessStorytelling For The Web: Integrate Storytelling in your Design Process
Storytelling For The Web: Integrate Storytelling in your Design Process
Chiara Aliotta
Artificial Intelligence, Data and Competition – SCHREPEL – June 2024 OECD dis...
Artificial Intelligence, Data and Competition – SCHREPEL – June 2024 OECD dis...Artificial Intelligence, Data and Competition – SCHREPEL – June 2024 OECD dis...
Artificial Intelligence, Data and Competition – SCHREPEL – June 2024 OECD dis...
OECD Directorate for Financial and Enterprise Affairs
How to Leverage AI to Boost Employee Wellness - Lydia Di Francesco - SocialHR...
How to Leverage AI to Boost Employee Wellness - Lydia Di Francesco - SocialHR...How to Leverage AI to Boost Employee Wellness - Lydia Di Francesco - SocialHR...
How to Leverage AI to Boost Employee Wellness - Lydia Di Francesco - SocialHR...
SocialHRCamp
2024 State of Marketing Report – by Hubspot
2024 State of Marketing Report – by Hubspot2024 State of Marketing Report – by Hubspot
2024 State of Marketing Report – by Hubspot
Marius Sescu
Everything You Need To Know About ChatGPT
Everything You Need To Know About ChatGPTEverything You Need To Know About ChatGPT
Everything You Need To Know About ChatGPT
Expeed Software
Product Design Trends in 2024 | Teenage Engineerings
Product Design Trends in 2024 | Teenage EngineeringsProduct Design Trends in 2024 | Teenage Engineerings
Product Design Trends in 2024 | Teenage Engineerings
Pixeldarts
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental HealthHow Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health
ThinkNow
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdfAI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
marketingartwork
Skeleton Culture Code
Skeleton Culture CodeSkeleton Culture Code
Skeleton Culture Code
Skeleton Technologies
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
Neil Kimberley
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
contently
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
Albert Qian
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie InsightsSocial Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Kurio // The Social Media Age(ncy)
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Search Engine Journal
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
SpeakerHub
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
Clark Boyd
Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next
Tessa Mero
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search IntentGoogle's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Lily Ray
How to have difficult conversations
How to have difficult conversations How to have difficult conversations
How to have difficult conversations
Rajiv Jayarajah, MAppComm, ACC
2024 Trend Updates: What Really Works In SEO & Content Marketing
2024 Trend Updates: What Really Works In SEO & Content Marketing2024 Trend Updates: What Really Works In SEO & Content Marketing
2024 Trend Updates: What Really Works In SEO & Content Marketing
Search Engine Journal
Storytelling For The Web: Integrate Storytelling in your Design Process
Storytelling For The Web: Integrate Storytelling in your Design ProcessStorytelling For The Web: Integrate Storytelling in your Design Process
Storytelling For The Web: Integrate Storytelling in your Design Process
Chiara Aliotta
How to Leverage AI to Boost Employee Wellness - Lydia Di Francesco - SocialHR...
How to Leverage AI to Boost Employee Wellness - Lydia Di Francesco - SocialHR...How to Leverage AI to Boost Employee Wellness - Lydia Di Francesco - SocialHR...
How to Leverage AI to Boost Employee Wellness - Lydia Di Francesco - SocialHR...
SocialHRCamp
2024 State of Marketing Report – by Hubspot
2024 State of Marketing Report – by Hubspot2024 State of Marketing Report – by Hubspot
2024 State of Marketing Report – by Hubspot
Marius Sescu
Everything You Need To Know About ChatGPT
Everything You Need To Know About ChatGPTEverything You Need To Know About ChatGPT
Everything You Need To Know About ChatGPT
Expeed Software
Product Design Trends in 2024 | Teenage Engineerings
Product Design Trends in 2024 | Teenage EngineeringsProduct Design Trends in 2024 | Teenage Engineerings
Product Design Trends in 2024 | Teenage Engineerings
Pixeldarts
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental HealthHow Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health
ThinkNow
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdfAI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
marketingartwork
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
Neil Kimberley
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
contently
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
Albert Qian
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Search Engine Journal
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
SpeakerHub
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
Clark Boyd
Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next
Tessa Mero
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search IntentGoogle's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Lily Ray

Mikrobiologie Zlatohorského rudního revíru

  • 1. Čím jsou (taky) pozoruhodné Zlaté Hory? Lukáš Falteisek Přírodovědecká fakulta UK v Praze
  • 2. Mikroorganismy sulfidických ložisek • oxidují sulfidy a Fe2+ : (Singer a Stumm 1970) • známé od 40. let 20. století • růst nezávislý na sluneční energii (ale na kyslíku jako produktu fotosyntézy ano) • diverzitu těchto organismů známe lépe než v běžné půdě • rozsáhlé komerční využití: biologická těžba (Cu, Au), čištění důlních vod
  • 4. A je tedy ještě co zkoumat? •velmi dobře známe diverzitu mikroorganismů, ale to neznamená, že tušíme, jak žijí •o interakcích mezi nimi se běžně uvažuje stylem, jako by žádné nebyly •v technické praxi se pak využívá Acidithiobacillus ferrooxidans jako všelék, i tam, kde se vůbec nehodí V technologickém využití tak navzdory stovkám studií vládne empirie: •např. Heinzel et al. 2009: Bioreaktor na čištění důlních vod inokulován A. ferrooxidans a L. ferrooxidans, po několika měsících linka sice fungovala, avšak s úplně jinými bakteriemi, které tam nikdo nepředpokládal... (ale mohl!)
  • 5. Zlaté Hory • ideální modelový ekosystém sulfidických rud • různé fáze supergenních procesů na jedné lokalitě • 15 vzorků, 618 klonů, 148 druhů
  • 6. Co jsme zjistili • 1. dají se rozlišit 3 hlavní typy prostředí: rozpouštění rud, kyselé vody, gossan • 2. existuje několik bakteriálních konsorcií pro různé složení vod, mezi nimi ostré hranice, mění se v čase • 3. patrně zde máme ukázku prostředí, kde právě probíhá adaptace některých bakterií na extrémní podmínky Falteisek L., Čepička I. 2012: Microbiology of diverse acidic and non-acidic microhabitats within a sulfidic ore mine. Extremophiles 16, 911-922.
  • 7. Modelové prostředí s málo druhy– kyselé důlní vody v místech, kde se oxidují sulfidy
  • 8. Vznik kyselých vod•převažují nepopsaná archea a Leptospirillum •rozpouštění alumosilikátů – neutralizace?
  • 9. Společenstva vodních vývěrů Lze dělit podle několika kritérií: 1. Průtok • kontinuální tok – „soploidy“ a streamery • filtrace - brčka 2. Fyzikálně chemické podmínky • vody s pH <3 a vysokou mineralizací • vody s pH ≤3 a nízkou mineralizací • vody s pH >3 3. Fáze životního cyklu • rostoucí • odumírající
  • 12. Nejextrémnější společenstva • oxidují Fe • omezené na vody o pH <3 • oxidace, srážení, sorpce • převažují jen 2 druhy bakterií
  • 15. Gossan •při povrchu ložiska •sulfidy (téměř) chybí, malá mineralizace vod •pestré společenstvo bakterií •sekundární minerály •amorfní oxohydroxidy Al •alumogel •různé minerály Cu, Zn, Pb •goethit •uvolňují se a opět usazují •hranice s kyselým prostředím mnohdy velmi tenká
  • 16. Acidovorax avenae Gallionella sp. Dokdonella sp. Gematimonadetes Legionellales Thermoplasmatales nezn. Euryaercheota Ralstonia picketii Thiohalomonas sp. Chloroflexi Legionellales Cyanobacteria? Herbaspirillum sp. OP3 ....... nezn. Crenarcheota Ralstonia picketii Nitrosospira sp. Gallionella sp. nezn. betaproteobakterie Acidovorax avenae
  • 18. Proč stále zkoumat Zlaté Hory? • Během posledních 10 let exponenciálně přibývá studií mikrobiální diverzity • Už poznáme komunity z různých prostředí, dokážeme detekovat gradienty • Problém se objeví, když porovnáme více vzorků z jednoho typu prostředí: • Asi 70 % bakterií se podaří najít jen v jednom vzorku a chybí už o pár metrů vedle • Vzorky půdy z několika míst v rámci 1 ha se liší podobně jako vzorky z různých kontinentů Nemergut et al. 2011
  • 19. Z toho plynou otázky: •jsou tedy bakterie kosmopolitní nebo ne? •je diverzita dána podmínkami prostředí, konkurencí nebo náhodou? •má smysl mluvit o druzích, nebo jsou tvořené mikroorganismy jen příležitostnými seskupeními genů? Jak z toho ven? •A co srovnávat jednoduché a dobře známé komunity s malou diverzitou?
  • 20. Problém je, že taková prostředí se často nevidí, minimálně jedno ale přece známe:
  • 21. Závěr • v ZH by se mohlo „vyřádit“ ještě mnoho badatelů ze základního i prakticky zaměřeného výzkumu • mluvíme samozřejmě o světovém, nikoliv lokálním výzkumu • z pohledu biologicky podložené ochrany přírody je taková lokalita velice cenná, i když je: – druhově chudá (ale zvyšuje beta diverzitu krajiny) – toxická (to podmiňuje tu unikátnost; stačí zamezit nekontrolovanému šíření kontaminace do okolí) – velmi ovlivněná člověkem (to je v ČR úplně vše včetně Boubína) • naopak les vysázený po aplanaci dolu je biologicky a ochranářsky takřka bezcenný • rozumnou ochranu lokality lze velmi dobře skloubit např. turistickým zpřístupněním části podzemí • pokud je zlikvidujeme, ani nevíme, co vše se navždy zničí