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.
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.
