Pred dvema letoma je mikrobiolog Lars Peter Nielsen z univerze Aarhus na Danskem preučeval blato na morskem dnu mestnega pristanišča, ko je odkril nekaj nepričakovanega: Blato se je prelivalo z zaznavno stopnjo električne energije. Takrat je s sodelavci sumil, da je električni tok mogoče pripisati nekakšnemu zunanjemu prometnemu omrežju med posameznimi bakterijami ali drugimi mikroskopskimi organizmi.
Resnica, opisana v prispevku, objavljenem včeraj v reviji Nature , še bolj preseneča. "Naši poskusi so pokazali, da morajo biti električne povezave na morskem dnu trdne strukture, ki jih gradijo bakterije, " je v sporočilu za javnost dejal doktorski študent Christian Pfeffer. Njegova skupina, ki je sodelovala z raziskovalci z univerze v Južni Kaliforniji, je našla novo vrsto večceličnih bakterij, ki se obnašajo kot električni kabli in so sposobni prenašati elektriko na razdalji nekaj centimetrov, kar je veliko večji razpon, kot so si znanstveniki prej predstavljali.
Skupina je z pregledovanjem morskega blata pod mikroskopom odkrila bakterije, ki spadajo v družino Desulfobulbaceae. Ker so bakterije tako majhne in krhke - stokrat tanjše od človeških dlak - ni mogoče neposredno izmeriti električnega toka, ki ga prenašajo, vendar so raziskovalci našli več vrst posrednih dokazov, da delujejo z električno energijo.
Bakterije so poravnane navpično v usedlini, in ko so neprevodne volframove pramene potegnile vodoravno čez bakterijo, je bakterija povzročila kratki stik in moten električni tok (kot bager, ki seka po zakopanih kablih). Poleg tega so ob postavljanju filtrov za preprečitev rasti bakterij električni tok izključili, razen če so pore filtra dovolj velike, da bi bakterije lahko rasle skozi.
Presenetljivo je, da bakterije pod mikroskopom izgledajo nekako kot kabli, ki se uporabljajo v električnih napravah. Znotraj vsake bakterije ima 15 do 17 ločenih vlaken po dolžini, od katerih vsaka lahko prenaša električno energijo. Dolga vlakna sestavljajo številne povezane celice, od katerih ima vsaka le mikrometer.
Presek bakterije razkriva posamezna prevodna vlakna, ki tečejo po njihovi dolžini in se nahajajo znotraj vsake celice. (Slika Karen E. Thomsen) Naravno vprašanje, zakaj bi bakterije začele razvijati nenavadno sposobnost prenašanja električne energije. Odgovor je lahko tako očarljiv kot same bakterije. Izkaže se, da je le nekaj centimetrov pod morskim dnom bogat, v veliki meri neizkoriščen vir energije: negativno nabiti žveplovi atomi, imenovani sulfidi.
Razlog, da večina organizmov ne more pobrati energije iz teh kemikalij, je v tem, da je okoliško blato večinoma brez kisika. Prisoten je energetsko bogat vir hrane, ki daje donatorje elektronov, vendar organizmi potrebujejo kisik, da sprejmejo rezervne elektrone kot del enačbe za pridobivanje energije, znane kot dihanje. To je podobno naši potrebi po uživanju hrane (sulfidi) in vdihavanju zraka (kisika), da bi preživeli.
Bakterije to težavo rešijo tako, da prevozijo razdaljo med svojo hrano in svojim kisikovim krogom s krogom, ki lahko nosi elektrone. Na spodnjem koncu organizem pridobiva energijo iz sulfidov, nato pa elektrone pošlje navzgor. Na vrhu, v bližini morske vode, bogate s kisikom, lahko uporablja obilo kisika, ki je na voljo za dihanje.
Bakterije vodijo elektrone navpično in združujejo energijski rezervoar in vir kisika. (Slika prek narave) Kot rezultat tega so bile bakterije do zdaj najdene le v anaerobnih sedimentih morskega dna - toda v teh okoljih je raziskovalna skupina odkrila osupljivo količino le-teh. V povprečju so v vsakem kubičnem centimetru testirane usedline našli 40 milijonov celic te vrste bakterij, količina, ki jo izračunajo, bi lahko tvorila 117 metrov super tankega prevodnega kabla.
Čeprav so bili organizmi predhodno taksonomsko postavljeni v obstoječo družino bakterij, raziskovalci trdijo, da se radikalno razlikujejo od vseh drugih bakterij, ki smo jih našli doslej. "Tako so različni, da bi jih verjetno lahko šteli za nov rod, " je Nielsen povedal Ed Yong v odkritju Discover 's Not Exact.
V istem delu je Nielsen razmišljal tudi o možnosti, da bi bile do zdaj še neodkrite vrste veliko bolj razširjene kot zdaj znane. "Zdi se, da so optimalni organizem v vseh krajih, kjer vam primanjkuje kisika. Zakaj jih ni povsod? "Je vprašal Nielsen. "Ali so povsod?"
