云杉树上也能长黄金？真的！

最近黄金价格波动比较大，正在芬兰北部寒冷的针叶林中，科学家在一片普通的云杉针叶上，发现了黄金，是真实存在的黄金。

来自芬兰奥卢大学的研究团队在一项发表于《环境微生物》的研究中，证实这种金并非外来物，而是由树木自身吸收并沉积的结果。这一发现出乎意料，却并非偶然。研究者长期关注植物与地下金属元素之间的关系，早在上世纪就有人提出某些树木能从富矿的土壤中吸收金属离子，但缺乏直接证据。这一次，科学家借助电子显微镜和分子生物学技术，在树叶细胞间隙里找到了纳米级的金颗粒，并发现它们与特定细菌紧密共存。

树叶上为什么会有黄金示意图（图片来源：作者使用AI生成）

一棵树，如何从深埋的岩层中吸金？细菌又是怎样在这场过程里发挥作用？这个研究不仅揭示了一种自然界的微观现象，也为未来的矿产勘探提供了全新的思路。

黄金如何爬上树叶

在这项研究中，芬兰奥卢大学的科学家选择了生长在拉普兰地区金矿带上的欧洲云杉作为研究对象。研究地点位于芬兰中北部的蒂拉金矿床上方，这是欧洲最大的金矿区之一。研究团队共采集了23棵云杉的138枚针叶，通过电子显微镜和基因测序技术，试图揭示植物与地下金属元素之间的关系。

结果显示，约17%的针叶样品中检测到了金纳米颗粒。这些颗粒分布在针叶的叶肉组织中，并被一层细菌形成的生物膜包裹。科学家由此推测，金以可溶性离子形式存在于地下水中，被树根吸收后沿着树体的导管运输至叶片。到达叶片后，部分金离子在特定微生物产生的化学环境中被还原为金属状态，最终沉积在细胞间隙中形成微小颗粒。

利用扫描电子显微镜观察挪威云杉针叶组织中被细菌定殖的金纳米颗粒（图片来源：参考文献[1]）

进一步的元素分析还发现，除了金之外，针叶中还存在微量的银、砷以及少量稀土元素，如铈。这些元素的存在与矿区地质特征相符，说明植物的吸收行为反映了地下矿物组成。这一现象不仅证明植物能够吸收并富集金属离子，也说明植物组织可能保存着矿区地球化学特征的信息。

这项研究为生物地球化学勘探提供了新的证据。通过检测植物体内的金属含量，科学家可以推断地下矿藏的分布，无需大规模钻探或开采。云杉针叶中的金粒虽然肉眼难以察觉，但其存在为地表生态与地质之间的联系提供了一个重要线索。

树叶中的微生物炼金术

科学家进一步分析了这些含金针叶的微生物组成，发现细菌在这一过程中的作用至关重要。针叶中存在大量内生菌，它们与植物共生，在植物组织内部形成稳定的微生物群落。研究团队通过16S rRNA基因测序确定了近千种细菌，其中三类细菌与金纳米颗粒的出现密切相关：Cutibacterium、Corynebacterium和Methylobacterium。此外，一个名为P3OB-42的未定科细菌群也被发现与黄金富集区域呈现显著关联。

这些细菌共同的特征是能够在植物组织内部形成生物膜。这种由多糖、蛋白质和细胞外物质组成的结构能在微环境中改变pH值和氧化还原条件，从而促使金离子还原成金属颗粒。扫描电镜显示，金颗粒常常嵌入在生物膜中，而非独立存在，说明细菌可能参与了金属的沉积与稳定过程。

有趣的是，含金针叶的中细菌种类明显少于普通针叶，说明金属的存在对微生物多样性产生了选择性压力。研究人员推测，只有少数具备耐金属能力的菌群才能在这种环境下生存并发挥作用。文献显示，这些菌群在其他重金属富集环境中也曾出现，例如铜尾矿、富锌土壤和高镍矿区植物的根际或种子中。

这种植物与细菌的协同作用揭示了一个新的生物矿化机制，植物负责吸收和运输金属离子，而内生细菌通过生理活动完成离子的还原与沉积。这一过程在自然界中可能广泛存在，既是植物对金属胁迫的适应策略，也为地质勘探提供了潜在的生物学指示。通过分析植物及其微生物群落中的元素分布，科研人员可以更精确地判断地下金矿的存在位置，推动生态友好的矿产探测方法发展。

总结

这项研究说明，植物与微生物之间的关系远比我们想象的复杂。云杉并不会主动制造黄金，而是在与微生物共生的过程中，通过吸收、运输和沉积微量金属离子，在针叶中形成了纳米级的金颗粒。细菌的存在改变了叶片内的化学环境，使金离子得以转化为稳定的金属形式。

从科学意义上看，这一发现具有两方面价值。一方面，它揭示了植物与地下矿物之间的信息连接，地表植物的成分可能反映深层地质特征；另一方面，它拓展了生物勘探的思路，通过研究植物体内的金属含量及其微生物伴生关系，有望在不破坏环境的前提下推测矿藏分布。虽然一棵树结出的黄金不足以提炼，但这种自然机制展示了生态系统内部物质循环的精细与高效。

参考文献：

[1] Lehosmaa, Kaisa, et al. "Biomineralized gold nanoparticles along with endophytic bacterial taxa in needles of Norway spruce (Picea abies)." Environmental Microbiome 20.1 (2025): 113.

[2] Godde, D., et al. "Quantitative and localized element analysis in cross-sections of spruce [Picea abies (L.) Karst.] needles with different degrees of damage." Trees 5.2 (1991): 95-100.

策划制作

作者丨杨 超 深圳理工大学科普主管、中国科普作家协会会员

审核丨赵宝锋 辽宁生命科学协会会员、研究员