Βακτήριο τρώει ηλεκτρική ενέργεια από ορυκτά – Ζει στο φως, δημιουργεί υπόγειες καλωδιώσεις

0
21

Με ηλεκτρόνια που βρίσκονται σε ορυκτά του εδάφους, ακόμα και αρκετά μέτρα κάτω από την επιφάνεια της Γης τρέφεται το βακτήριο Rhodopseudomonas palustris.

Το συγκεκριμένο μικρόβιο έχει τη δυνατότητα να μεταβάλλει το μεταβολισμό του με τρόπο ώστε να προσαρμόζεται σε διαφορετικές συνθήκες και αντλεί ενέργεια είτε από οργανικά μόρια είτε από ανόργανα είτε από το φως μέσω της φωτοσύνθεσης.

«Όταν συνδέουμε τον ηλεκτρισμό με τους ζωντανούς οργανισμούς, συχνότερα φέρνουμε στο μυαλό μας τον Φρανκενστάιν της Μέρι Σέλεϋ. Γνωρίζουμε όμως εδώ και καιρό ότι όλοι οι οργανισμοί χρησιμοποιούν ηλεκτρόνια -των οποίων η ροή δημιουργεί το ηλεκτρικό ρεύμα- για να παράγουν έργο» εξηγεί ο Δρ Peter Girguis, επικεφαλής της μελέτης, καθηγητής φυσικών επιστημών στο Πανεπιστήμιο Χάρβαρντ.

Τα θεμέλια της πρόσφατης ανακάλυψης είχαν πέσει πριν από μια εικοσαετία περίπου όταν μικροβιολόγοι ανακάλυψαν ένα βακτήριο που «τρώει» σκουριά μεταφέροντας ηλεκτρόνια από το εσωτερικό των κυττάρων τους μέχρι τα άτομα οξυγόνου που υπάρχουν στη σκουριά (οξείδια του σιδήρου). Με άλλα λόγια, τα βακτήρια αυτά δημιουργούν ηλεκτρικό ρεύμα που ρέει από τα κύτταρα προς το εξωτερικό περιβάλλον, δηλαδή τον οξειδωμένο σίδηρο.

Αντιστρέφοντας αυτή τη διαδικασία, το Rhodopseudomonas palustris αντλεί ηλεκτρόνια από το περιβάλλον και τα διοχετεύει στο εσωτερικό των κυττάρων. Τα ηλεκτρόνια μεταφέρονται σε άτομα σιδήρου, ο οποίος τελικά μετατρέπεται σε σκουριά.

«Τα μικρόβια στα οποία αναφέρεται η τελευταία μελέτη είναι τα κατοπτρικά είδωλα των μικροβίων που τρώνε σκουριά. Αντί να χρησιμοποιούν οξείδια του σιδήρου για να αναπνέουν, παράγουν οξείδια του σιδήρου από ελεύθερο σίδηρο» αναφέρει ο Δρ Peter Girguis.

Τα μικρόβια βασίζονται στον ήλιο για να παράξουν ενέργεια, ωστόσο ανακαλύπτουν τον σίδηρο που χρειάζονται σε ιζήματα κάτω από την επιφάνεια του εδάφους. Για να αποκτήσουν πρόσβαση σε αυτά, παραμένοντας παράλληλα στην επιφάνεια, όπως λέει ο Girguis, τα μικρόβια αναπτύσσουν μια ασυνήθιστη στρατηγική: απορροφούν ηλεκτρόνια από φυσικά αγώγιμα ορυκτά. Επίσης, καθώς αποσπούν ηλεκτρόνια από τον σίδηρο, δημιουργούν κρυστάλλους σκουριάς οι οποίοι διεισδύουν στο έδαφος που τα περιβάλλει. Σταδιακά, οι κρυσταλλοι οξειδίων του σιδήρου αποκτούν αγωγιμότητα και λειτουργούν ως κυκλώματα καλωδίωσης, επιτρέποντας στα μικρόβια να οξειδώνουν μέταλλα στα οποία διαφορετικά δεν θα είχαν πρόσβαση.

Με αυτό τον τρόπο το μωβ βακτήριο αφενός εκτίθεται στη φωτεινή ακτινοβολία και αφετέρου καταφέρνει να αντλεί ηλεκτρική ενέργεια από το υπέδαφος.

Ο Girguis τονίζει ότι το Rhodopseudomonas palustris αλλάζει τον τρόπο που κατανοούμε τη διάδραση ανάμεσα στον αερόβιο και τον αναερόβιο κόσμο και μπορεί να αλλάξει τον τρόπο που υπολογίζουμε τους βιογεωχημικούς κύκλους.

Πιθανή εφαρμογή της νέας ανακάλυψης είναι η κατασκευή κυψελών καυσίμου, ωστόσο μεγαλύτερες προοπτικές υπάρχουν στην φαρμακευτική βιομηχανία, τη βιοτεχνολογία και τα βιοδιασπώμενα πλαστικά.

Η μελέτη δημοσιεύτηκε στις 26 Φεβρουαρίου στη μελέτη Nature Communications.

econews

Σχόλια