Öljypäästöt ovat tuhoisia luonnonympäristölle, koska ne aiheuttavat pitkäaikaista saastumista, joka vahingoittaa ympäröivää luontoa. Tietyt öljyä hajottavat bakteerit pystyvät kuitenkin viihtymään öljyvuotoympäristöissä, mikä myötävaikuttaa merkittävästi öljyvuotojen biologiseen korjaamiseen. Vaikka bakteerien muodostamilla yhteisöillä - biofilmeillä - on ratkaiseva rooli öljyvuotojen bioremediatiossa, on epäselvää, kuinka biofilmit sitoutuvat öljyyn valtamerissä.
Uudessa tutkimuksessa Ranskan Sorbonnen yliopiston, Toulonin yliopiston ja Japanin Tsukuban yliopiston tutkijat ovat edistyneet merkittävästi biokalvon muodostumisen ja öljyn hajoamisen välisen yhteyden selvittämisessä käyttämällä huippuluokan mikrofluidista havainnointijärjestelmää. . Järjestelmä yhdistettynä korkearesoluutioiseen konfokaalimikroskooppiin auttoi tarkkailemaan bakteerisolujen ja pienten öljypisaroiden välistä vuorovaikutusta noin puolet hiusrajan halkaisijasta. Heidän löytönsä osoittavat, että öljyä hajottava bakteeri, Alcanivorax borkumensis (Alcanivorax borkumensis), muodostaa biofilmejä, jotka kuluttavat öljyä ympäröivällä öljyn ja veden välisellä rajapinnalla ja tarttumalla siihen voimakkaasti. Tämä bakteeriyhteisö venyttää öljypisarat useisiin putkiin, mikä tarjoaa tilaa useammalle bakteerisolulle kuluttamaan öljyä tehokkaasti samanaikaisesti. Löydökset on julkaistu Science-lehden 18. elokuuta 2023 numerossa otsikolla "Alcanivorax borkumensis -biofilmit tehostavat öljyn hajoamista rajapinnan tubulaatiolla".
Nämä kirjoittajat havaitsivat tämän venytysmekanismin tässä öljyn ja veden rajapinnassa keskittymällä putken muodostumisen dynaamiseen prosessiin. Kun tämän öljyn ja veden välisen rajapinnan solut jakautuvat, bakteerisolut, jotka näkyvät pieninä sauvoina mikroskoopin alla, tiivistyvät. Joillakin alueilla näillä bakteerisoluilla oli samanlainen rakenne kuin villin päivänkakkaran terälehtien järjestely.
Kaaviokaavio, joka kuvaa fenotyyppisen karakterisoinnin viljelymenetelmiä.
Kuva: Science, 2023, doi: 10.1126/science.adf3345.
Tämä järjestely, joka tunnetaan nestekidefysiikan topologisena virheenä, alkaa pullistua ulospäin pisarasta aiheuttaen tämän öljyn ja veden välisen rajapinnan muodonmuutoksen ja putken muodostumisen. Nämä kirjoittajat ennustivat myös menestyksekkäästi biofilmin muodostumisen dynamiikkaa ja sen laadullista muotoa käyttämällä teoreettista fysikaalista mallia.
Lisäksi nämä kirjoittajat vahvistivat, että öljyvuotojen puhdistamisen aikana käytetyt suuret dispergointiainepitoisuudet voivat vaikuttaa haitallisesti alkaania syövien bakteerien biofilmeihin Porcupine Islandilla, mutta lisätutkimuksia tarvitaan niiden todellisten ympäristövaikutusten selvittämiseksi.
Näin ollen tämä uusi tutkimus antaa käsityksen siitä, kuinka bakteeriyhteisöjä voidaan hyödyntää meren öljyvuotojen ympäristön korjaamiseksi. Nämä kirjoittajat ehdottavat, että biofilmin muodostumisen ja bakteeriyhteistyön ymmärtäminen voisi auttaa hyödyntämään luonnon tehokkaita menetelmiä nykyisten öljyvuotojen puhdistusprosessien tehostamiseksi.
