Відкрито бактерії, що живуть у бетоні: що вони їдять і як можуть стати в нагоді

Вчені вивчили те, як бактерії потрапляють в бетон і як їх середовище змінюється з плином часу - в майбутньому їх можна буде використовувати для відстеження або навіть усунення дефектів будівель.

У бетоні мешкає безліч бактерій, деякі з яких можуть виявитися корисними - наприклад, природним шляхом ремонтуючи мікротріщини

Бактерії неймовірно наполегливі у своєму прагненні вижити і розмножитися, а тому вчені неодноразово знаходили їх у місцях, які, здавалося б, абсолютно непридатні для життя. Серед них - полярний лід, звалища токсичних відходів, підлідні озера на величезній глибині і найбільш посушливі ділянки пустель. Не дивно, що вони непогано почуваються навіть у бетоні, незважаючи на те, що це сухе, солоне, виклопотане і бідне поживними речовинами середовище.

Нове дослідження було спрямоване на те, щоб зібрати якомога більше корисної інформації про ті мікроорганізми, які воліють селитися в бетонних конструкціях. Команда виготовила 40 бетонних циліндрів і розділила їх на дві групи. До першої увійшли вироби зі стандартної суміші, схильної до лужно-кремнеземної реакції (ASR), яка руйнує бетон; у другу - вироби з суміші, стійкої до цього процесу. Циліндри провели на свіжому повітрі два роки, при цьому проби ДНК мікробіоти вчені брали кожні шість тижнів.

Видаливши бруд, дослідники з'ясували, що від 50 до 60 відсотків бактерій потрапляють у бетон разом з вихідними матеріалами, такими як гравій і пісок. Решта найчастіше потрапляють з навколишнього середовища, просочуючись крізь тріщини. Найбільш поширеними типами бактерій в бетоні були Proteobacteria, Firmicutes і Actinobacteria.

Склад бетонних циліндрів

Різноманітність мікробних спільнот з часом зменшувалася, що не дивно, враховуючи середовище, в якому вони змушені були жити. Цікаво, однак, що кожне літо відбувалося невелике збільшення мікробного складу біоти, а також спостерігалися цілком закономірні сезонні коливання. Проте, питань у дослідників все ще предостатньо.

Джулі Мареска, провідний автор дослідження, зізналася, що джерело їжі для мікробів залишається головним з них. "Можливо, вони поїдають трупи інших мікробів. Якщо нічого їсти, деякі з них можуть утворювати суперечки або впадати в анабіоз і нічого не робити, поки не піде дощ. Посоле цього вони увійдуть в активний стан, з'їдять стільки їжі, скільки зможуть знайти, і знову увійдуть у сплячку ".

Хоч вченим і належить ще багато роботи, щоб краще зрозуміти цей крихітний світ, потенційні наслідки їхньої роботи можуть бути величезними. Команда визначила кілька типів бактерій, включаючи Arcobacter, Modestobacter, Salinicoccus, Rheinheimera, Lawsonella і Bryobacter, які, мабуть, були пов'язані з реакцією розкладання. Гіпотетично, моніторинг цих бактерій в бетонних конструкціях, таких як будівлі і мости, одного разу може бути використаний в якості системи раннього попередження для будівель, схильних до ризику обвалення.

У довгостроковій перспективі мікроби навіть можуть навіть зіграти активну роль в усуненні пошкоджень. Деякі з них виробляють карбонат кальцію як продукт життєдіяльності - він допоможе залатувати тріщини. Автори статті сподіваються, що в майбутньому дослідники зможуть знайти спосіб поставити мікробіом бетонних конструкцій на службу людині.