Бактерії на місці сталеливарного заводу навчилися харчуватися канцерогенами

Понад століття виплавки сталі на майданчику Jones and Laughlin Steel уздовж річки Мононгахіла залишили по собі складний хімічний слід. Ділянка площею понад сімдесят гектарів, відома нині як Гейзелвуд Грін, поступово перетворюється на технологічний парк, але на глибині кількох метрів земля досі просякнута нафтопродуктами та сполуками групи BTEX — бензолом, толуолом, етилбензолом і ксилолом. Для людини та більшості живих організмів це небезпечні канцерогени.

Саме там науковці з Університету Карнегі Меллона зафіксували несподіваний ефект. Промислове забруднення фактично запустило локальний еволюційний процес: підземні бактерії не лише пристосувалися виживати в токсичному середовищі, а й навчилися використовувати шкідливі хімікати як джерело живлення. Мікроорганізми з рідкісними захисними механізмами отримали перевагу над іншими видами, швидко розмножилися й почали передавати корисні гени сусідам через прямий обмін ділянками ДНК.

Щоб відшукати найефективніших поглиначів токсинів, дослідники бурять ґрунтові свердловини та відбирають зразки з різних глибин. Далі в лабораторії мікроби ставлять на своєрідну екстремальну дієту: їх поміщають у розчин без звичного харчування, де єдиним джерелом органічного вуглецю є чистий бензол або толуол. Якщо колонія продовжує рости, отже, цей мікроорганізм здатен руйнувати відповідну сполуку і в реальних умовах.

Ручний перебір тисяч видів бактерій зайняв би надто багато часу, тож дослідники підключили роботизовану лабораторію AI Science Foundry. Її маніпулятори одночасно тестують великі масиви зразків, а створена науковцями відкрита програма BTEXgenie самостійно шукає потрібні мутації у вже розшифрованих геномах.

Для батьків і студентів ця історія корисна передусім як приклад того, як сьогодні працює наука про довкілля. Тут поєднуються польові дослідження, генетика, робототехніка та програмні інструменти, а результат може мати цілком прикладне значення — від очищення забруднених територій до розуміння того, як мікроби реагують на промисловий вплив. Якщо у школі чи в університеті учні беруть участь у проєктах з екології або біології, варто звернути увагу саме на такий підхід: спостереження в полі, точний лабораторний експеримент і автоматизація рутинних перевірок.

Підсумок простий: забруднення, яке десятиліттями вважали суто проблемою, виявилося ще й середовищем, де сформувалися мікроби з незвичними властивостями. Вивчення таких організмів триває, і саме від нього залежить, чи вдасться пришвидшити відновлення подібних ділянок у майбутньому.