Bizonyos növényfajok képesek sejtjeikbe akkumulálni, felhalmozni a fémeket, s így alkalmasak arra, hogy jelezzék az érctelepeket, megtisztítsák a nehézfémmel szennyezett szennyvíziszapot, de az is lehet, hogy a fémeket tűrő növények génjeit hasznosítjuk majd.
Az Országos Magyar Bányászati és Kohászati Egyesület jóvoltából magyarul is olvashatjuk Georgius Agricola 1556-ban megjelent bányászati és kohászati összefoglalójának 12 könyvét. A második könyvben Agricola sorra veszi, hogy a természet milyen segítő jeleket ad a telérek felkutatásához. Ezek közt szerepel a növénytakaró is: „S ha ez a telér nagyon sok meleget áraszt, akkor a felette levő növények aprók és fakó színűek maradnak… Ahol tehát a fák egész sora szokatlan időszakban lankadt, fekete vagy tarka lesz, és a szél könnyen kicsavarja őket, ott a mélyben telér rejtőzik. A telérek vonulásának irányában bizonyos növény- és gombafajok tenyésznek. Soruk a telérközök felett, és néha más, közeli telérek felett is meg-megszakad.” A modern tudomány igazolta ezeket a középkori megfigyeléseket. Egyes növényfajok valóban jelzik a telérek vonulását.
A fémtartalmú ásványok feletti talajban sok a fém (cink, ólom, réz, nikkel, kobalt), e fémek mindegyike az élő szervezet számára rendkívül mérgező. Mégis van élet ezeken a talajokon, olyan specializálódott növényzet alakult ki, amely ellenáll a fémek mérgező hatásának. Sok faj képes alkalmazkodni a fémtartalmú talajokhoz. Néhány „fémbarát” faj pedig már csak ilyen földben tud élni.
Ma még nem világos, hogyan bírják ki ezek a növények a mérgező hatást. Lehetséges, hogy egy kizárási mechanizmus nem engedi a fémek szövetekbe való beépülését. Elképzelhető, hogy a mérgező fém nem mérgező vegyületbe épül be. Például az új-kaledóniai Seberiia acuminata fafaj nikkelben gazdag talajon nő, a felvett nikkel nagy részét citromsav közömbösíti. Más növényfajoknál is alkotnak a fémek nem mérgező vegyületeket szerves savakkal, például almasavval vagy oxálsavval. A sejt sejtüregecskében tárolja ezeket a fémvegyületeket vagy a sejtfalhoz kötődnek, s így nem károsítják a sejt érzékeny részeit.
A fémtűrés legszélsőségesebb eseteiben a fémek igen nagy koncentrációban dúsulnak fel a levelekben. Ezekben a hiperakkumulátoroknak nevezett fajokban a levelek szárazanyag-tartalmának több mint 1%-a lehet nikkel, réz, kobalt vagy ólom. A hiperakkumulátor fajok a nikkelben gazdag szerpentintalajokon, a kovacinkérc és más cink- vagy ólomásvány-tartalmú talajokon, valamint a rézben és kobaltban gazdag talajokon nőnek. Németország és Belgium határvidékén cink-hiperakkumulátor növények élnek. A lila Viola calaminaria és a fehér virágú Thlaspi calaminare a keresztesvirágúak közé tartozik, mint a káposzta, a zsálya vagy a sárga viola. A talaj kovacinkércben dús, a növények száraz leveleiben 1, illetve 1,7% cinket találtak. (Az ércektől távoli, nem fémtartalmú talajokon a növényekben rendszerint csak 0,001-0,02% cink található.) Európában sok helyütt van cinkben dús talajokhoz alkalmazkodó flóra. Egy másik Thlaspi faj jelzi az olasz-osztrák határvidéken található érctelepeket. Ez a növény 12% cink mellett 1% ólmot is tartalmaz, ezzel a virágos növények között csúcstartó az ólomtűrő képességet illetően. Az ércet jelző virág nemcsak az érctelepek felett él, 30 kilométeren keresztül követi a Schlitza folyót, mivel az bányászati törmelékeket is sodor magával. Az Alyssum fajok nikkelakkumulátorok. Dél-Európában és Törökországban kitűnően jelzik a magnéziumban és vasban is gazdag területeket. A mérsékelt égöv nikkelakkumulátor növényeinek többsége a keresztesvirágúakhoz tartozik. A trópusi és szubtrópusi tájakon más fajok a jelzőnövények. A százötven ismert nikkel-hiperakkumulátor csaknem egyharmarda Új-Kaledónia szigetén nő. A virágok mellett bokrok és fák is gyűjtik a nikkelt. A Sebertia acuminata fában a szárazanyag 25%-át is elérheti a nikkel! Ezek a fajok csak Új-Kaledóniában élnek és csak szerpentintalajokon.
A réz és kobalt hiperakkumulátor fajok ritkábbak. A Kongói Demokratikus Köztársaság (a korábbi Zaire, Belga Kongó) és Zambia gazdag érctelepei felett 50 olyan, főként egynyári növényt találtak, amelyek csak itt élnek. Vannak egészen szűk területre korlátozódott fajok, például a réz-hiperakkumulátor Vigna dolomitica vagy a Lindernia perennis. Ezek csak egy felhagyott rézbánya körüli néhány hektáron nőnek.
A fémgyűjtő növények elterjedésének tanulmányozása hozzásegít az evulóciós adaptációs folyamat megértéséhez. Vajon hogyan alkalmazkodtak a növények a fémtartalmú talajokhoz? Afrikában a magas fémtartalmú talajok jól elkülönülnek, így ökológiai szigetek alakultak ki, amelyeken új fajok fejlődtek és fejlődnek ki jelenleg is. A hiperakkumulátorok többsége széles körben elterjedt fajok variánsa. Legtöbbjük ritka, tájjelegű faj, egyetlen helyen, vidéken honos. Több fajt veszélybe sodort a nagyléptékű bányászat. Shaba vidékén, a Kongói Demokratikus Köztársaságban például már csaknem a teljes réz- és kobaltakkumulátor flóra kipusztult.
A mérgező fémeket szervezetükbe építő növények kétségkívül biológiai kuriózumok. Vajon hasznosíthatók-e valamilyen módon? Mivel a hiperakkumulátorok többsége csak fémekben gazdag talajokon él és másutt nem, egyértelműen használhatók az érckutatásban. Közép-Afrikában a réz és a kobalt után kutatva bizonyos növényfajokat követve jutottak eredményre. A nikkelakkumulátor növények olyan vidékeket jeleznek, ahol a nikkel mellett más értékes, króm- és mangántartalmú ércek megjelenése is várható. Különösen jól használható a fémtartalmú növények nyomonkövetése Dél-Amerika vagy Délkelet-Ázsia geológiailag kevésbé feltárt vidékein. Indonéziai növényekben nagy nikkeltartalmat mutattak ki, a növények lelőhelyének vizsgálata addig ismeretlen, gazdag nikkelkibújások felfedezéséhez vezetett.
Sajnos ezüstöt vagy aranyat felhalmozó növényekre eddig még senki sem bukkant, de a több mint 1%-nyi nikkelt, rezet vagy kobaltot akkumuláló növények sem gazdaságos fémforrások. A környezetvédelemben azonban ez az arány is jól kihasználható, erről majd legközelebb.
Szóljon hozzá!