Bakterie tworzące przewody elektryczne burzą nasze rozumienie natury
Niewielu naukowców zaczyna badania, odkrywając zupełnie nową formę życia o niesłychanych własnościach. Taki był jednak początek badań dla naukowców współpracujących przy finansowanym ze środków unijnych projekcie COULOMBUS, który zakończył się w lutym ubiegłego roku. W 2012 r., student na uniwersytecie Aarhus w Danii odkrył, że patrzy przez mikroskop na bakterie przewodzące elektryczność, kilkucentymetrowy łańcuch komórek, zdolnych przewodzić elektryczność w osadach dna morskiego tak, jakby był to żywy kabel elektryczny. Od tamtej pory zespół stale zajmuje się dalszym odkrywaniem tej nowej formy życia, która może zrewolucjonizować nasze rozumienie cyklicznego układu kolejnych elementów ekosystemu i wielu innych faktów. Tajemnicze prądy elektryczne Na początku, koordynator projektu, Lars Peter Nielsen, profesor ekologii drobnoustrojów w Aarhus, z zapałem przystąpił do zbadania, co może wytwarzać prąd elektryczny, wykryty przez niego w zatoce Aarhus. Jego pierwotna hipoteza - że populacja bakterii jest skonfigurowana w swego rodzaju sieć nanoprzewodów - została szybko odrzucona, gdy pod soczewką mikroskopu znalazły się bakterie wywarzające przewody. „Nagle wszystkie elementy układanki zaczęły do siebie pasować, to była forma życia, której nikt sobie nawet nie wyobrażał - żywy organizm, który mógł przewodzić elektryczność na dużych dystansach, liczonych w centymetrach. Do tej pory było to możliwe wyłącznie w nano- lub mikroskali" - mówi. Bakterie, należące do rodziny Desulfobulbaceae, wewnątrz organizmu zawierają pierścień przewodu elektrycznego. Absorbują elektrony z siarczku wodoru na jednym krańcu przewodu, transportują je w ciągu tysięcy komórek na powierzchnię mułu, a następnie przekazują je tlenowi na drugim krańcu. W toku procesu, wytwarzają energię, potrzebną im do przeżycia. Na dnie morskim i w ogródkach za domem Wykorzystując roboty oraz specjalnie opracowany mikroczujnik, zespół zmierzył pole elektryczne, wytwarzane przez bakterie - przewody z Zatoce Tokijskiej a następnie z potoku bliżej domu, w podwórku za domem profesora Nielsena. Zbadali DNA bakterii, aby dowiedzieć się, jak przebiegała jej ewolucja i dotychczas opisali dwa rzędy i sześć gatunków, przy czym kilka kolejnych czeka na dalsze analizy. Świeższe badania wokół projektu COULOMBUS w glebie na lądzie oznaczają, „że być może odkryte przez nas prądy pozwolą wyjaśnić pola elektryczne zmierzone na lądzie, których wcześniej nie potrafiono wytłumaczyć" - mówi profesor Nielsen. Jak przewodzą Jego zespół obecnie pracuje nad zidentyfikowaniem przewodzonych elektronów wewnątrz bakterii. „Z chwilą, gdy ustalimy, jakie materiały odgrywają rolę, możemy zacząć dostrzegać potencjalne zastosowania tego mechanizmu przewodzenia" - mówi profesor Nielsen. Wiedza o bakteriach wytwarzających przewody elektryczne nadal raczkuje, lecz zachodzi prawdopodobieństwo, że skutki odkryć okażą się dalekosiężne. To, że te bakterie stanowią łącznik pomiędzy przewodzeniem a procesami biologicznymi będzie się z pewnością cieszyło zainteresowaniem naukowców z obszaru medycyny, wedle profesora Nielsena. Technolodzy być może zechcą zbadać potencjał bakterii w pracach nad ekologiczną elektroniką. Bakterie mogą również znaleźć zastosowanie w oczyszczaniu skażonych wód gruntowych. „Bakterie wytwarzające przewody elektryczne już sprawiają, że dno morskie jest lepszym siedliskiem dla zwierząt i zwiększają szansę przeżycia ograniczonego dostępu do tlenu" - mówi profesor Nielsen. Zamierza kontynuować badania bakterii wytwarzających przewody w nowym, finansowanym z duńskich środków, Centrum Elektromikrobiologii, które jest obecnie zakładane w uniwersytecie Aarhus.
Słowa kluczowe
COULOMBUS, bakterie tworzące przewody elektryczne, biogeochemia, bakterie elektryczne, nowa forma życia, przewodniki
