Обнаружен папоротник, который производит редкоземельные элементы

Открытие может стать шагом к «зеленой» добыче таких стратегически важных материалов.

Ученые из Гуанчжоу обнаружили, что один из видов папоротника — Blechnum orientale, растущий в богатых редкоземельными элементами (РЗЭ) районах Южного Китая — способен поглощать (РЗЭ) из почвы и затем внутри своих тканей выращивать нанокристаллы минерала монацита.

Монацит является одним из ключевых минералов, содержащих РЗЭ, которые необходимы для множества технологий, в том числе производства электромобилей и ветряных турбин. 

Редкоземельные элементы — это 17 металлов с похожими химическими свойствами; они встречаются в земной коре в очень низких концентрациях, а их традиционная добыча сопряжена с большими затратами, агрессивной химией и экологическим ущербом.

Ранее уже было установлено, что Blechnum orientale обладает гипераккумуляцией — способностью выживать и накапливать металлы, присутствующие в почве. Но то, что именно происходит внутри растения, как именно там хранятся элементы, оставалось неясным.

С помощью современных методов визуализации и химического анализа ученые выяснили, что внутри клеточных стенок и межклеточных пространств папоротника формируются наноструктурированные кристаллы монацита. Эти кристаллы растут по очень сложной, ветвящейся схеме, напоминая микроскопический «химический сад».

Фото: Environmental Science & Technology (2025). DOI: 10.1021/acs.est.5c09617

Сами по себе растения нередко производят минералы: злаки, хвощи, некоторые пальмы формируют кремнезём; оксалат кальция накапливается в щавеле, ревене, фикусах и других представителях растительного мира. Но это первое в мире наблюдение, когда живое растение самостоятельно создает минерал редкоземельных элементов.

Такое открытие укрепляет идею фитомайнинга — метода «зеленой» добычи, когда растения выращивают для накопления металлов, а затем из растений извлекают сами элементы. 

Кроме того, монацит, образующийся в этом папоротнике, чистый — без радиоактивных примесей, таких как уран или торий, которые часто присутствуют в натуральном монаците. Это делает биомонацит особенно перспективным для экологически безопасного получения редкоземельных элементов.

И наконец выращивание гипераккумуляторных растений вроде этого папоротника может одновременно очищать почву и служить источником ценных металлов в устойчивой циклической модели «восстановление + добыча».

Хвощ зимующий: растение, которым можно поцарапать металл

Источник