Шокова диета – микроб се храни с електричество

Често срещаната бактерия Rhodopseudomonas palustris може да използват естествената проводимост, за да изтегли електрони от минералите в почвата и седимента, докато стои на повърхността, където абсорбира необходимата за производството на енергия слънчева светлина.

През годините много учени са разпалвали въображението на публиката в научните среди с откритията си за различни диети. Изследователите от Харвард обаче откриха може би най-странната от всички – диета само на слънчева светлина и електричество.

Проучването е водено от асоциирания професор по природни науки Питър Гиргуис и Арпита Боус, докторант по Органична и еволюционна биология.

"Учените отдавна са разбрали, че организмите всъщност използват електрони, за да изпълняват различни функции", казва Гиргуис. "Процесът, който успяхме да наблюдаваме всъщност е извънклетъчен електронен трансфер. При него има преместване електрони в и извън клетките. Ние успяхме да наблюдаваме, че тези микроби заемат електроенергия и я използват за задействане на процеси в обмяната на веществата си".

В дивата природа микробите обикновено разчитат на желязото, за да си набавят електроните, от които се нуждаят. Микробните колонии в лабораторията използвали други богати на електрони минерали.

"Дълго време съществуваше разбирането, че аеробните и анаеробни светове взаимодействат основно чрез размяната на химикали. Съответно този процес на дифузия обясняваше биохимичните цикли. Но това изследване дава нова насока на взаимодействие между двата свята."

Основата за това изследване била поставена преди повече от две десетилетия, когато учени намерили бактерия, която "яде" ръжда. Тя отдава електрони към кислородните атоми, които изграждат молекулите на железните оксиди. Това пак връща учените към желязото.

"Микробите, които са във фокуса на това изследване са огледален образ на тези, които ядат ръжда. Вместо да се използват железен оксид за да дишат, те всъщност правят железни оксиди от свободното желязо".

Микробите разчитат на слънчевата светлина, за да спомогнат за генериране на енергия, но се нуждаят и от желязо, което се намира в седиментите под повърхността. За да си го добавят, микробите са развили необичайна стратегия. Те отнемат електрони чрез естествено срещани проводими минерали. Освен това, докато микробите изтеглят електрони от желязото, те създават кристали железен оксид, които се утаяват в почвата около тях. С течение на времето тези кристали могат да станат проводими и действат като "верига", с помощта на които микробите окисляват минерали, които не могат да достигнат.

Все още учените не могат да дадат предположение за практично приложение на откритието си, освен за обяснение на екосистемите, които се нуждаят едновременно от слънчева светлина и от различни елементи от състава на почвата.