Idegen életforma, ami tiszta energiát fogyaszt
Az összes többi földi életformától eltérően ezeknek az elképesztő baktériumoknak nincs szükségük emésztésre, se cukorra, se vízre. Az energia kinyerését megspóroló lények elektronokat fogyasztanak. Segítségükkel megtudhatjuk, mennyi az abszolút létminimum.
Ha bedugunk egy elektródát a földbe és áramot vezetünk le rajta, oda fognak gyűlni köré e baktériumok, amelyek elektromossággal táplálkoznak, írja a New Scientistben Catherine Brahic.
Már az elmúlt évezred végén felfedezték két fajtájukat - Shewanella és Geobacter -, most pedig az derült ki, hogy rengeteg fajuk él a folyók, források medrében, a tengerfenék iszapjában, az élőlények külsején, a különböző sziklákban, kőzetekben, fémekben.
A New Scientistnek nyilatkozó Kenneth Nealson, a Los Angeles-i University of Southern California mikro- és geobiológusa, aki kutatócsoportjával elektronokat evő baktériumokat tenyészt, kifejtette, óriási meglepetést okozott ezeknek a lényeknek a felfedezése, mégsem kellene annyira csodálkoznunk, hiszen az élet végső soron elektronáram. „Az ember is elektronokban bővelkedő cukrot eszik, és oxigént lélegez be, ami készséggel felveszi az elektronokat”, mondja a mikrobiológus. Azonban a mi sejtjeinknek kémiai reakciók komplex rendszere segítségével le kell bontaniuk a cukrot, és kémiai reakciók láncolatán keresztül juttatjuk el az így nyert elektronokat az oxigénhez, illetve az energiaraktározó ATP molekulához.
Konnektorból jön az élet
A mostanában egyre nagyobb számban felfedezett elektronevő baktériumoknak azonban nincs szükségük az elektron-közvetítő szerepet betöltő cukorra, az energiát a legtisztább formájában nyerik, elektronokat vesznek fel a kőzetekből: vas-, mangán- vagy kénatomoktól (Fe(II), Mn(II), S0 ). Mint Nealson megjegyzi: ezek a baktériumok igazi idegen életformát képviselnek.
A geobiológus és munkacsoportja most azzal kísérletezik, sikerrel, hogy közvetlenül elektródákon növesszen elektronevő baktériumokat, ami azzal ekvivalens, teszi hozzá, mintha az ember úgy tudna életben maradni, hogy a konnektorba dugja az ujját, és feltölti magát. A baktériumokkal áram is generálható: a magasabb feszültségű helyen elektront vesznek fel: „esznek”, az alacsonyabb feszültségű helyen pedig „kilélegzik” vagy „kikakálják” azt.
A University of Minnesota tudósai, Daniel Bond és munkatársai már publikálták is eredményeiket, miszerint képesek voltak egy vas-elektróda körül elektron-evő baktériumokat tenyészteni (Cultivation of an Obligate Fe(II)-Oxidizing Lithoautotrophic Bacterium Using Electrodes),
Kenneth Nealson pedig arról számolt be a New Scientistnek, hogy PhD-hallgatója, Annette Rowe 8 különböző fajta elektronevő baktériumot azonosított, amelyek nagyban különböznek egymástól és a korábban már megismert Shewanella vagy Geobacter fajoktólis. Mindez arról árulkodik, tette hozzá, hogy eddig a mikrobák világának óriási részének létezéséről fogalmunk se volt.
Mikrobiális nanovezetékek
A biológusok rátaláltak az elektronevők magasabb szervezettségi szintjére: némelyik baktérium hajszál-szerű nyúlványokkal rendelkezik, amelyek elektromos vezetőként szolgálnak a sejtek és környezetük között. A dániai Aarhus University munkatársai, Lars Peter Nielsen és kollégái vizsgálatai szerint több tízezer baktérium össze is tud kapaszkodni e mikrobiális nanovezetékek révén, ami néhány cm-re is képes elvinni az elektronokat, márpedig ez, figyelembe véve a baktériumok mikrométeres métereit, igencsak óriási távolság, teszi hozzáCatherine Brahic. A vizsgálatok azt mutatják, hogy a mikrobiális nanovezeték ugyanolyan jól vezeti az áramot, mint az emberek által gyártott kábelek. Ez pedig egy új területet nyit meg: a hajlékony, laborban növesztett biokábelek világát.
Földön kívüliek és a létminimum
A NASA is érdeklődik az új életforma iránt, mivel elképzelhető, hogy az elektronevőknek emésztés hiányában igen alacsony az energiaszükséglete, és tanulmányozásukkal a naprendszer egyéb részeiben esetlegesen előforduló más típusú élet működéséhez is közelebb kerülhetünk.
Mindazonáltal az elektromos baktériumok a Földön is hasznosíthatók: biológiai, élő gépezeteket lehet belőlük létrehozni, amelyek különböző hasznos dolgokat művelhetnek, így pl. lebonthatják a szemetet, a kiömlött kőolajat, miközben saját maguk szerzik meg az ehhez szükséges energiát a környezetükből.
A gyakorlati hasznosíthatóságon kívül egy alapvető elméleti kérdésre is választ kaphatunk az elektronevők tanulmányozása révén: mennyi az a minimális energia, ami szükséges az élet fenntartásához.
