«Βακτηριακά καλώδια» εξηγούν μυστηριώδη ηλεκτρικά ρεύματα στο βυθό

1. Cable bacteria in the mud of the sea bottom (Credit: Mingdong Dong, Jie Song and Nils Risgaard-Petersen)

Η ανίχνευση ηλεκτρικών ρευμάτων στο βυθό της θάλασσας είχε προκαλέσει αίσθηση πριν από τρία χρόνια, μέχρι σήμερα όμως το φαινόμενο παρέμενε ανεξήγητο. Τώρα, διεθνής ερευνητική ομάδα διαπιστώνει ότι τα ρεύματα οφείλονται σε μακρόστενα βακτήρια που συμπεριφέρονται ως καλώδια για να αντλήσουν ενέργεια.
«Τα πειράματά μας έδειξαν ότι οι ηλεκτρικές συνδέσεις στο βυθό πρέπει να είναι στέρεες βακτηριακές δομές» αναφέρει ο Κρίστιαν Πφέφερ του Πανεπιστημίου του Άαρχαους της Δανίας, μέλος της ερευνητικής ομάδας που είχε ανιχνεύσει τα ηλεκτρικά ρεύματα.
Σε συνεργασία με συναδέλφους τους από το Πανεπιστήμιο της Νότιας Καλιφόρνιας, οι Δανοί ερευνητές εξέτασαν δείγματα του θαλάσσιου πυθμένα στο μικροσκόπιο. Εντόπισαν ένα άγνωστο ως σήμερα είδος βακτηρίων, τα οποία σχηματίζουν μακρόστενες, πολυκύτταρες αποικίες με μήκος περίπου ένα εκατοστό.

Cross-section of four cable bacteria each with a circle of 15 wires just below the cell surface. (Credit: Karen E. Thomsen)

«Η τραβηγμένη ιδέα ότι τα βακτήρια συμπεριφέρονται ως καλώδια άρχισε να επιβεβαιώνεται όταν ανακαλύψαμε μέσα στα βακτήρια δομές σαν ίνες, τις οποίες περιέβαλε μια μεμβράνη» σχολιάζουν οι ερευνητές.
Χρησιμοποιώντας μεθόδους νανοτεχνολογίας, η ερευνητική ομάδα μπόρεσε να διαλευκάνει το μηχανισμό του παράξενου φαινομένου: τα ηλεκτρικά ρεύματα που τρέχουν κατά μήκος των βακτηρίων τα βοηθούν να τρέφονται.

A small cavity in the seabed reveals a number of cable bacteria that conduct electric currents between the red surface and the deep, black, anaerobic sediment layers of the seabed. (Credit: Nils Risgaard-Petersen)

Τα μικρόβια φαίνεται ότι χρησιμοποιούν αυτό το μηχανισμό επειδή η λάσπη του ωκεανού δεν περιέχει αρκετό οξυγόνο για την καύση των τροφών τους.
Για να λύσει αυτό το πρόβλημα, κάθε μακρόστενη βακτηριακή αποικία στέκεται κατακόρυφα μέσα στη λάσπη του βυθού, με το ένα άκρο να φτάνει μέχρι την επιφάνεια. Το βυθισμένο άκρο διασπά οργανικές ουσίες της ανοξικής λάσπης, ενώ το πάνω άκρο αντλεί διαλυμένο οξυγόνο από το νερό.

In a teaspoonful of mud, there may be one kilometre of living electric cables and bundles of them can be pulled up with the finger (Credit: Nils Risgaard-Petersen)

Τα ενσωματωμένα καλώδια μέσα στα βακτήρια ουσιαστικά μεταφέρουν ηλεκτρόνια από τις οργανικές ουσίες στο οξυγόνο, οπότε οι ουσίες αυτές οξειδώνονται και παρέχουν ενέργεια για το μεταβολισμό των μικροβίων.
«Αυτά τα μοναδικά βιολογικά καλώδια φαίνονται απλά, στην πραγματικότητα όμως είναι εξαιρετικά περίπλοκα στο επίπεδο της νανοκλίμακας» σχολιάζουν οι ερευνητές, οι οποίοι παρουσιάζουν την ανακάλυψη στο περιοδικό Nature.

Επόμενος στόχος τους είναι να μελετήσουν πόσο διαδεδομένος είναι αυτός ο μηχανισμός στη φύση αλλά και το πώς αυτά τα βακτηριακά καλώδια επηρεάζουν το περιβάλλον του βυθού.

Cable bacteria in sediment. The wires become apparent on the bacterial outer surface as distinct ribs running across the cable bacteria cells. (Credit: Jie Song and Nils Risgaard-Petersen)

Newsroom ΔΟΛ
 http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature11586.html
 http://www.sciencedaily.com/releases/2012/10/121024133358.htm
 https://geomicrobiology.au.dk/de/currently/news/show/artikel/living-cables-explain-enigmatic-electric-currents/