Bacteriile rezistente la cupru îngreunează menținerea carenelor navelor curate
Bacteriile marine au evoluat astfel încât ocolesc straturile de protecție pe bază de cupru aplicate pe carenele navelor pentru a împiedica creșterea scoicilor, algelor și a altor organisme marine. Acest lucru impune găsirea unor noi metode de gestionare a bioincrustării — acumularea nedorită de organisme marine pe carenele navelor.
Cercetători de la Laboratorul de Cercetare Navală al Statelor Unite și de la Universitatea Duke au studiat caracteristicile genetice care permit diferitelor specii de bacterii să supraviețuiască pe suprafețe de cupru, un pas în direcția inhibării acestor gene de rezistență la cupru. Rezultatele au fost publicate în revista Biointerphases.
„Am observat o rezistență crescândă la cupru în unele dintre porturile pe care echipa noastră le frecventează în ultimul deceniu, în special în porturile cu activitate intensă de transport turistic sau industrial”, a declarat autorul Kenan Fears. „Am dorit să identificăm căile de rezistență într-o comunitate microbiană diversă pentru a înțelege modul în care membrii unei comunități complexe ar putea acționa simbiotic pentru a rezista în medii toxice.”
Rezistența la cupru se extinde dincolo de suprafețele tratate
Cercetătorii au plasat bucăți de panouri din PVC în Golful Chesapeake, unele acoperite cu un strat pe bază de cupru, iar altele lăsate neacoperite. După două săptămâni, au extras ADN-ul și au secvențiat genomurile coloniilor bacteriene care s-au dezvoltat pe panouri, pentru a identifica genele de rezistență la cupru și au testat toleranța fiecărei colonii la tratamentele apei pe bază de cupru.
În mod surprinzător, speciile bacteriene au avut multe în comun indiferent dacă s-au dezvoltat sau nu în apropierea stratului pe bază de cupru. Bacteriile din coloniile de control — cele care nu s-au dezvoltat inițial pe suprafețele acoperite cu cupru — s-au dovedit la fel de rezistente la cupru și au putut prospera la concentrații de cupru de peste 70 de miligrame pe litru.
„Pentru a pune acest lucru în perspectivă, limita Agenției pentru Protecția Mediului din Statele Unite în apa de mare pentru un vârf de scurtă durată de cupru este de 18 micrograme pe litru”, a explicat Fears. Acesta este un semn probabil al evoluției, pe măsură ce bacteriile se adaptează la noile lor medii.
„Cuprul nu a fost întotdeauna într-o formă solubilă în apă; a devenit astfel abia după ce oxigenul s-a acumulat în atmosfera Pământului”, a spus Fears. „Totuși, pe măsură ce încărcarea cu cupru a mediului a crescut, bacteriile cu cele mai bune mecanisme de apărare au continuat să se reproducă.”
Straturi de protecție care modelează comunitățile microbiene
Cercetătorii speră să folosească aceste descoperiri pentru a viza căile moleculare care ajută bacteriile să exprime genele de rezistență la cupru, slăbindu-le capacitatea de a supraviețui în medii bogate în cupru.
„Cercetarea noastră sugerează că calea mai inteligentă de acum înainte este să proiectăm straturi antifouling care selectează comunități microbiene ce fie ajută la descurajarea instalării macroincrustanților — precum scoicile sau viermii tubulari —, fie nu împiedică eliberarea compușilor biocizi”, a spus Fears. „Odată cu presiunea tot mai mare a reglementărilor privind utilizarea cuprului în straturile antifouling, există o nevoie urgentă de alternative.”
