Stenätande bakterier kan hjälpa till att rädda klimatet

2020-11-03

Ett nyskapande forskningsprojekt där stenätande bakterier spelar huvudrollen har fått 35 miljoner kronor i forskningsbidrag.

Ett stort och unikt EU-projekt som involverar 4 länder och 7 olika universitet har fått anslag på totalt 35 miljoner SEK. Projektet ska studera hur olika typer av organismer kan få sten att vittra vilket i sin tur reducerar halterna av koldioxid i luften.

Forskningen kan också komma att öka vår förståelse för hur olika organismer överlever djupt nere i djupbiosfären, flera hundra kilometer ner i urberget. Anna Neubeck, forskare vid institutionen för geovetenskaper, som kommer att arbeta med projektet berättar mer.

Anna Neubeck, forskare i paleobiologi vid institutionen för geovetenskaper.
Anna Neubeck, forskare i paleobiologi vid Institutionen för geovetenskaper.

Kan bakterier verkligen äta sten?
- Ja, det finns en rad bakterier, svampar, mossor, lavar och alger som lever på sten, och till och med äter sten. De utsöndrar syror som löser upp stenen så att stenen vittrar och då frigörs metaller ur stenen, som organismerna sedan kan äta. Ofta är det järn dessa organismer är ute efter, men också andra spårämnen som koppar och zink är intressant.

Hur påverkar den processen koldioxidnivåerna?
- När dessa organismer vittrar sten så binds en hel del koldioxiden från atmosfären upp, så mängden koldioxid i atmosfären minskar alltså med en ökad vittring. 

En svepelektronbild på en mineralyta (olivin) som har koloniserats av bakterier (de lila bollarna). En boll är ungefär 1 mikrometer stor, det vill säga en tusendels millimeter.
En svepelektronbild på en mineralyta (olivin) som har koloniserats av bakterier (de lila bollarna).
En boll är ungefär 1 mikrometer stor, det vill säga en tusendels millimeter.
Här ser vi två olika typer av bakterier, en som är filaments (filament-liknande) och en coccoid (sfärisk).
Här ser vi två olika typer av bakterier, en som är filaments (filament-liknande) och en coccoid (sfärisk).

Har detta provats förut?
- Det har gjorts en massa studier på hur mikroorganismer vittrar sten och hur dessa binder koldioxid men vad vi vet så har det inte gjorts så storskaliga försök som vi kommer att göra. Vi ska använda en massa olika organismer tillsammans och mäta hur snabbt dessa vittrar sten och hur snabbt de binder koldioxid. Det kommer att göras väldigt många mätningar på samma gång och för att klara av att dra slutsatser från alla data så använder vi AI-baserad maskininlärning. På så sätt kan vi processa en mängd data utan att behöva ha en hypotes innan. Istället låter vi maskinerna jobba och berätta för oss vad vi bör fokusera på eller vilken faktor som är viktigast i de experiment som vi sätter upp.

Hur läggs arbetet upp?
- Det är ett internationellt projekt och olika forskare ansvarar för olika delar. Vi är två forskare från Uppsala Universitet och vi ansvarar för den biologiska biten och de biomineral som kommer att bildas. Jag kommer att ansvara för experimentets design och utförande, samt en del analyser av mineral och bakterier. Anna Rosling, universitetslektor i evolutionsbiologi, kommer att ansvara för delen som handlar om svampar. Vi kommer också att använda oss av en expert på anaeroba mikroorganismer; professor Anna Schnürer vid SLU, expert inom bioenergi. Det blir Anna i kubik med andra ord.

Det här är stort projekt som innebär samarbete både mellan olika discipliner och länder. Det som är unikt är att vi inte behöver bry oss om att begränsa experimenten för att passa vår mänskliga kapacitet utan i det här fallet kommer vi att testa massor av olika experiment genom att låta datorerna processa all den enorma datamängd som kommer att genereras.

Kommer forskningen att kunna användas på annat sätt?
- Vi kommer att utnyttja djupa bergrum och tunnlar i vår forskning kring hur mikroberna utvinner energi från sten vilket hjälper oss att förstå vittringsprocesserna inte bara på ytan, men också hur mikroorganismer lever i berget djupt nere i berget, i den så kallade djupbiosfären.

Djupbiosfären är berggrunden under markytan, en sfär som sträcker sig nedåt, ända ner till flera kilometers djup. Tidigare har man trott att det inte finns något liv i djupbiosfären men det har visat sig vara fel. Det finns liv i djupbiosfären, den kan till och med innehålla så mycket som en tredjedel av all levande biomassa på hela jorden. Men vi vet ännu för lite om djupbiosfären och hur de organismer som lever där utvinner kol och energi. Jag hoppas kunna ta reda på mer inom ramen för det här projektet.

För mer information kontakta:
Anna Neubeck
anna.neubeck@geo.uu.se
018-471 25 62

Nyheter från institutionen för geovetenskaper