Prije dvije godine mikrobiolog Lars Peter Nielsen sa sveučilišta Aarhus u Danskoj proučavao je blato na morskom dnu gradske luke kada je otkrio nešto neočekivano: Blato se natapalo u osjetljive razine električne energije. U to su vrijeme on i njegovi kolege sumnjali da se električne struje mogu pripisati nekoj vrsti vanjske prometne mreže između pojedinih bakterija ili drugih mikroskopskih organizama.
Istina, opisana u radu objavljenom jučer u časopisu Nature , još više iznenađuje. "Naši eksperimenti pokazali su da električni spojevi na morskom dnu moraju biti čvrste građevine izgrađene od bakterija", rekao je u priopćenju za javnost doktorski studij Christian Pfeffer, vodeći autor rada. Njegov je tim, radeći s istraživačima sa Sveučilišta Južna Kalifornija, otkrio novu vrstu višećelijskih bakterija koje se ponašaju poput električnih kabela, sposobnih provoditi struju na udaljenosti od nekoliko centimetara, što je daleko veće raspon nego što su znanstvenici ranije zamislili.
Skupina je otkrila bakterije, koje pripadaju obitelji Desulfobulbaceae, ispitivanjem morskog dna pod mikroskopom. Budući da su bakterije toliko male i krhke - sto puta tanje od ljudske dlake - ne postoji način za izravno mjerenje električne struje koju nose, ali istraživači su otkrili nekoliko vrsta neizravnih dokaza da provode struju.
Bakterije su poravnane vertikalno u sedimentu, a kada se neprovodeni volframovi prameni povuku vodoravno preko bakterija, bakterija je kratko spojila i električna struja bila je prekinuta (poput bagera koji prolazi kroz zakopane kablove). Uz to, kad su postavljeni filtri da spriječe rast bakterija, električna struja se isključila, osim ako su pore filtra bile dovoljno velike da bakterije mogu proći.
Izuzetno je da pod mikroskopom bakterije pomalo nalikuju kablovima koji se koriste u električnim uređajima. Unutar svake bakterije ima 15 do 17 različitih vlakana po dužini, od kojih je svaka sposobna provoditi električnu energiju. Duga vlakna se sastoje od mnogih povezanih stanica, a svaka je samo mikrometar.
Presjek bakterija otkriva pojedina vlakna koja provode duž njihove duljine, a nalaze se unutar svake stanice. (Slika Karen E. Thomsen) Prirodno je pitanje zašto bi bakterije krenule u problem razvijanja neobične sposobnosti provođenja električne energije. Odgovor bi mogao biti fascinantan kao i same bakterije. Ispada da je samo nekoliko centimetara ispod morskog dna bogat, uglavnom neiskorišten izvor energije: negativno nabijeni atomi sumpora zvani sulfidi.
Razlog što većina organizama ne može prikupiti energiju iz ovih kemikalija je taj što je okolno blato u velikoj mjeri lišeno kisika. Prisutni su izvori hrane bogate donatorima elektrona, ali organizmima je potreban kisik da bi prihvatili rezervne elektrone kao dio jednadžbe skupljanja energije poznate kao disanje. To je analogno našoj potrebi da jedemo hranu (sulfide) i udišemo zrak (kisik) kako bismo preživjeli.
Bakterije taj problem rješavaju prelazeći udaljenost između hrane i izvora kisika pomoću kruga koji može nositi elektrone. Na donjem kraju organizam skuplja energiju iz sulfida, a zatim šalje elektrone prema gore. Na vrhu, u blizini morske vode bogate kisikom, može upotrijebiti obilje kisika na raspolaganju za disanje.
Bakterije vode elektrone vertikalno, okupljajući energetski rezervoar i izvor kisika. (Slika putem prirode) Kao rezultat toga, bakterije su dosad pronađene samo u anaerobnim sedimentima s morskog dna - ali u tim je okruženjima istraživački tim pronašao nevjerojatnu količinu njih. Prosječno su u svakom kubnom centimetru ispitivanog sedimenta pronašli 40 milijuna stanica ove vrste bakterija, količina koju izračunaju mogla bi tvoriti 117 metara super tankog provodnog kabela.
Iako su organizmi proaktivno taksonomsko smješteni u postojeću bakterijsku obitelj, istraživači kažu da se radikalno razlikuju od bilo koje druge bakterije koju smo do sada pronašli. "Toliko su različiti da bi ih se vjerojatno moglo smatrati novim rodom, " rekao je Nielsen Ed Yong-u iz kompanije Discover 's Not Exact Rocket Science, napominjući kako oni dijele samo 92 posto svog DNK s bilo kojom drugom vrstom u obitelji.
U istom je djelu Nielsen također razmišljao o mogućnosti da bi dosad neotkrivene vrste mogle biti mnogo više sveprisutne nego što je to do sada poznato. "Čini se da su optimalni organizam na bilo kojem mjestu na kojem vam nedostaje kisika. Zašto nisu svugdje? ", Upita Nielsen. "Ili su posvuda?"
