Acum doi ani, microbiologul Lars Peter Nielsen de la Universitatea Aarhus din Danemarca studia noroiul de pe litoralul portului orașului, când a descoperit ceva neașteptat: noroiul curgea cu niveluri de electricitate detectabile. La acea vreme, el și colegii săi bănuiau că curenții electrici ar putea fi atribuibili unui fel de rețea de transport extern între bacteriile individuale sau alte organisme microscopice.
Adevărul, descris într-o lucrare publicată ieri în Nature , este și mai surprinzător. „Experimentele noastre au arătat că conexiunile electrice din fundul mării trebuie să fie structuri solide construite de bacterii”, a declarat într-un comunicat de presă studentul de doctorat Christian Pfeffer, autorul principal al lucrării. Echipa sa, care lucrează cu cercetători de la Universitatea din sudul Californiei, a găsit un nou tip de bacterii multicelulare care se comportă ca niște cabluri electrice, capabile să conducă electricitatea pe o distanță de câțiva centimetri, cu o durată mult mai mare decât și-au imaginat anterior oamenii de știință.
Grupul a descoperit bacteriile, care aparțin familiei Desulfobulbaceae, prin examinarea noroiului de pe fundul mării sub microscop. Deoarece bacteriile sunt atât de mici și fragile - de o sută de ori mai subțiri decât părul uman - nu există nici o modalitate de a măsura direct curentul electric pe care îl transportă, dar cercetătorii au descoperit mai multe tipuri de dovezi indirecte că acestea conduc electricitatea.
Bacteriile sunt aliniate vertical în sedimente, iar atunci când s-au tras fire orizontale de tungsten pe orizontală, bacteriile s-au scurtcircuitat și curentul electric a fost perturbat (ca un excavator care taie cablurile îngropate). În plus, atunci când s-au pus filtre pentru a bloca bacteriile să crească, curentul electric a fost oprit, cu excepția cazului în care porii filtrului au fost suficient de mari pentru ca bacteriile să poată trece.
Remarcabil, la microscop, bacteriile arată cam ca cablurile utilizate în dispozitivele electrice. În interiorul fiecărei bacterii, 15 până la 17 fibre distincte circulă longitudinal, fiecare capabil să conducă electricitate. Fibrele lungi sunt alcătuite din multe celule conectate, fiecare având doar un micrometru lung.
O secțiune transversală a bacteriilor relevă fibrele individuale conducătoare care se desfășoară pe lungimea lor, conținute în interiorul fiecărei celule. (Imagine de Karen E. Thomsen) O întrebare naturală de pus este de ce bacteriile ar trece la problemele de a evolua capacitatea neobișnuită de a conduce electricitate. Răspunsul ar putea fi la fel de fascinant ca bacteriile în sine. Se dovedește că la doar câțiva centimetri sub fundul mării este o sursă de energie bogată, în mare parte, neexploatată: atomi de sulf încărcați negativ, numiți sulfuri.
Motivul pentru care majoritatea organismelor nu sunt capabile să recolteze energia din aceste substanțe chimice este că noroiul din jur este în mare parte lipsit de oxigen. O sursă alimentară bogată în energie, donatoare de electroni, este prezentă, dar organismele au nevoie de oxigen pentru a accepta electronii de rezervă ca parte a ecuației de recoltare a energiei cunoscută sub numele de respirație. Este analog cu nevoia noastră de a mânca alimente (sulfidele) și de a respira aer (oxigenul) pentru a supraviețui.
Bacteriile rezolvă această problemă parcurgând distanța dintre hrana și sursa lor de oxigen cu un circuit capabil să transporte electroni. La capătul de jos, organismul recoltează energie din sulfuri, apoi trimite electronii în sus. În vârf, în apropierea apei de mare bogate în oxigen, este capabil să folosească oxigenul abundent disponibil pentru a efectua respirația.
Bacteriile conduc electroni pe verticală, reunind o sursă de energie și o sursă de oxigen. (Imagine via natură) Drept urmare, până acum bacteriile au fost găsite doar în sedimentele anaerobe de pe fundul mării - dar în aceste medii, echipa de cercetare a găsit o cantitate uluitoare din ele. În medie, în fiecare centimetru cub al sedimentului testat, au găsit 40 de milioane de celule de acest tip de bacterii, o cantitate pe care au calculat-o ar putea forma 117 metri din cablul conducător al supertinei.
Deși organismele au fost plasate tentativ din punct de vedere taxonomic într-o familie de bacterii existente, cercetătorii spun că sunt radical diferite de orice alte bacterii pe care le-am găsit până acum. „Sunt atât de diferite încât ar trebui probabil să fie considerate un nou gen”, a declarat Nielsen pentru Ed Yong la Discover ’s Not Exactly Rocket Science, menționând că doar împărtășesc 92% din ADN-ul lor cu orice alte specii din familie.
În aceeași piesă, Nielsen a discutat, de asemenea, despre posibilitatea ca speciile descoperite până acum să fie mult mai omniprezente decât acum. „Par a fi organismul optim în orice loc în care îți lipsește oxigenul. De ce nu sunt peste tot? ”A întrebat Nielsen. „Sau sunt peste tot?”
