Ученые из Китая впервые в мире сообщили об обнаружении естественного минерала, содержащего редкоземельные элементы, внутри живого растения. Исследовательская группа обнаружила наноразмерные кристаллы монацита, ценного минерала, в тканях вечнозеленого папоротника Blechnum orientale.
Как сообщается в заявлении Гуанчжоуского института геохимии, участвовавшего в исследовании, это открытие открывает новые возможности для прямой утилизации функциональных материалов из редкоземельных элементов.
Монацит — это фосфатный минерал, богатый такими редкоземельными элементами, как церий, лантан и неодим, которые критически важны для современных технологий. Особую значимость открытию придает тот факт, что минерал сформировался в растении при окружающих, земных условиях, в то время как в природе монацит обычно образуется геологическим путем под высоким давлением и при температурах в сотни градусов. Ученые отметили, что данное исследование демонстрирует способность растений способствовать минерализации в обычных условиях. Этот биологический процесс подтверждает осуществимость фитомайнинга — экологичной стратегии, использующей растения-гипераккумуляторы для извлечения металлов из почвы. Такие растения способны концентрировать тяжелые металлы в своих тканях в сотни и тысячи раз сильнее, чем в окружающей почве.
Этот подход снижает зависимость от традиционной добычи полезных ископаемых и смягчает связанные с ней экологические и геополитические риски.
Исследование, проведенное совместно Гуанчжоуским институтом геохимии и Технологическим университетом Вирджинии (США), также описало механизм формирования минерала. Анализ образцов растений и почвы, собранных в редкоземельных месторождениях в Гуанчжоу, показал, что редкоземельные элементы были наиболее сконцентрированы в листочках папоротника. Минералы кристаллизуются во внеклеточных тканях растения, что предотвращает проникновение непитательных элементов внутрь клеток и служит методом детоксикации. Исследователи охарактеризовали этот процесс как самоорганизующийся неравновесный процесс, сравнив его с химическим садом.
По словам ученых, это первое задокументированное обнаружение кристаллизации редкоземельных элементов в минеральную фазу внутри растения-гипераккумулятора. Гуанчжоуский институт геохимии заявил, что исследование предлагает новый путь для устойчивого использования редкоземельных ресурсов, который может привести к созданию зеленой циклической модели, одновременно сочетающей восстановление земель и переработку.