Kaks aastat tagasi uuris Taanis Aarhusi ülikoolis asuv mikrobioloog Lars Peter Nielsen linna sadama merepinnal olevat muda, kui avastas midagi ootamatut: muda voolas tuvastatava elektritasemega. Sel ajal kahtlustasid ta ja ta kolleegid, et elektrivoolud võivad olla tingitud mingist välisest transpordivõrgust üksikute bakterite või muude mikroskoopiliste organismide vahel.
Eile ajakirjas Nature avaldatud artiklis kirjeldatud tõde on veelgi üllatavam. "Meie katsed näitasid, et merepõhja elektriühendused peavad olema bakterite rajatud kindlad struktuurid, " ütles paberi juhtiv autor doktorant Christian Pfeffer pressiteates. Tema meeskond, kes tegi koostööd Lõuna-California ülikooli teadlastega, leidis uut tüüpi mitmerakulisi baktereid, mis käituvad nagu elektrikaablid ja mis on võimelised elektrit juhtima mitme sentimeetri kaugusel, mis on palju suurem ulatus kui teadlased olid varem ette kujutanud.
Rühm avastas bakterid, mis kuuluvad Desulfobulbaceae perekonda, uurides mikroskoobi all merepõhja muda. Kuna bakterid on nii väikesed ja habras - sada korda õhemad kui juustest -, pole mingit võimalust nende elektrivoolu otseselt mõõta, kuid teadlased leidsid mitut tüüpi kaudseid tõendeid selle kohta, et nad juhivad elektrit.
Bakterid on settes vertikaalselt joondatud ja kui mittejuhtivad volframniidid tõmmati horisontaalselt üle bakterite, siis bakterid lühisesid ja elektrivool katkes (nagu ekskavaator, mis lõikab läbi maetud kaablite). Lisaks pandi bakterite kasvu tõkestamiseks kasutusele filtrid, kus elektrivool suleti, välja arvatud juhul, kui filtri poorid olid piisavalt suured, et bakterid läbi kasvaksid.
Märkimisväärne on see, et mikroskoobi all näevad bakterid natuke välja nagu elektriseadmetes kasutatavad kaablid. Igas bakteris jookseb pikisuunas 15 kuni 17 erinevat kiudu, millest igaüks on võimeline elektrit juhtima. Pikad kiud koosnevad paljudest ühendatud rakkudest, millest igaüks on ainult mikromeetri pikkune.
Bakterite ristlõige paljastab igas rakus olevad üksikud juhtivad kiud, mis kulgevad kogu pikkuses. (Pildi autor Karen E. Thomsen) Loomulik küsimus, miks peaks bakteritel tekkima ebaharilik elektrienergia juhtimisvõime, on probleem. Vastus võib olla sama põnev kui bakterid ise. Selgub, et vaid mõni sentimeeter merepõhjast allpool on rikas, suuresti kasutamata energiaallikas: negatiivselt laetud väävliaatomid, mida nimetatakse sulfiidideks.
Põhjus, miks enamik organisme ei suuda nendest kemikaalidest energiat koguda, on see, et ümbritsevas mudas puudub suures osas hapnik. Selles on energiarikas elektronidoonor, kuid organismid vajavad hapniku varu-elektronide vastuvõtmiseks hingamisteedena tuntud energia kogumise võrrandi osana hapnikku. See on analoogne vajadusega ellujäämiseks süüa nii toitu (sulfiide) kui ka hingata õhku (hapnikku).
Bakterid lahendavad selle probleemi, läbides oma toidu ja hapnikuallika vahelise kauguse vooluringiga, mis on võimeline kandma elektrone. Alumises otsas kogub organism energiat sulfiididest, saadab seejärel elektronid ülespoole. Ülaosas, hapnikurikka merevee lähedal, on see võimeline hingamise läbiviimiseks kasutama rikkalikku hapnikku.
Bakterid juhivad elektrone vertikaalselt, ühendades energiaallika ja hapnikuallika. (Pilt looduse kaudu) Selle tulemusel on baktereid seni leitud vaid anaeroobsetest merepõhjasetetest - kuid neis keskkondades leidis uurimisrühm nende kohta vapustava koguse. Keskmiselt leidsid nad testitud sette igas kuupsentimeetris 40 miljonit seda tüüpi bakterite rakku, mille arvutatud arv võib moodustada 117 meetrit supertini juhtivat kaablit.
Ehkki organismid on esialgu taksonoomiliselt paigutatud olemasolevasse bakterite perekonda, väidavad teadlased, et need erinevad radikaalselt kõigist teistest seni leitud bakteritest. "Nad on nii erinevad, et neid tuleks tõenäoliselt pidada uueks perekonnaks, " rääkis Nielsen Ed Yongi väljaandes Discover 's Not Exactly Rocket Science, märkides, et neil on vaid 92 protsenti oma DNA-st perekonna kõigi teiste liikidega.
Samas tükis mõtiskles Nielsen ka võimaluse üle, et seni avastamata liigid võivad olla palju üldlevinud kui praegu teada. „Nad näivad olevat optimaalne organism igas kohas, kus teil on hapnikupuudust. Miks neid pole igal pool? ”Küsis Nielsen. "Või on nad igal pool?"
