Når olieselskaber må skifte jernrør og anden jernbaseret infrastruktur under jorden eller under havbunden ud på grund af nedbrydning, skyldes det sjældent slitage eller elementernes rasen. I stedet skyldes det jern-elskende mikrober, der angriber jern i iltfrie miljøer. Mikroberne er så effektive, at de koster industri­virksomheder milliarder af dollars hvert år.

Hvis man vil gøre sig håb om at stoppe eller hæmme mikroberne, er det vigtigt først at forstå, hvordan de opererer.  Det har mikrobiologerne, ph.d. Satoshi Kawaichi og professor, Dr. Amelia-Elena Rotaru fra Biologisk Institut ved Syddansk Universitet nu afdækket i et nyt studie publiceret i tidsskriftet npj Biofilms and Microbiomes.

Hovedrollen i studiet tilhører arkæ-arten Methanococcus maripaludis, der ikke kan tåle ilt – eller mere præcist; en stamme af arten, som er udtaget fra indersiden af en ståltank, der blev brugt til at opbevaring af olie. Denne stamme har vist sig at være ekstremt effektiv til at nedbryde jern i iltfrie miljøer.

Forskernes studie tilbageviser en ellers udbredt antagelse om, hvordan denne mikrobe “spiser” jern; at den frigiver nogle enzymer til sine omgivelser, som så finder vej til jernoverfladen, hvor de nedbryder jernet og i processen genererer hydrogen, som mikroben skal bruge for at vokse.

I stedet har forskerne vist, at mikroberne klæber sig fast direkte på jernoverfladen. De vigtige enzymer, der skal nedbryde jernet, sidder på mikrobecellens overflade og kan nedbryde jernet uden at forlade mikrobens celleoverflade først. Når mikroberne har sat sig fast på jernoverfladen, går nedbrydningen i gang, og det ses i første omgang som en sort film på jernets overflade.

»Mikroberne vil hurtigt skabe fordybninger under den sorte film, og indenfor et par måneder vil der opstå betydelige skader. Vi så, at fem gram jernkorn – en mængde, der er synlig med det blotte øje – blev nedbrudt til sort pulver i løbet af en måned eller to, siger Satoshi Kawaichi.

Ifølge forskerne er denne mikrobielle tilpasning et eksempel på, hvordan mikrober kan tilpasse sig i menneskeskabte miljøer. I dette tilfælde har Methanococcus maripaludis udviklet evne til at overleve og effektivt hente energi fra menneskeskabte jern-strukturer.

Sådan en mikrobiel tilpasning udgør ikke kun en økonomisk byrde, men også en miljømæssig:

»Disse mikrober er metanogene, hvilket betyder, at de producerer metan. Metan er en potent drivhusgas, så det skaber en vis bekymring, at mikrober, der tilpasser sig menneskeskabte miljøer, producerer metan mere effektivt. Det kan føre til øget udledning af metan til atmosfæren,« siger Amelia-Elena Rotaru.

Studiet er støttet af Danmarks Frie Forskningsfond.

Birgitte Svennevig, SDU, npj Biofilms Microbiomes 10, 100 (2024). doi.org/10.1038/s41522-024-00574-w