Bakteryjna linia energetyczna

Bakterie tlenowe żyjące na dnie morza tworzą mikroskopijne "linie energetyczne". Oznacza to, że najprawdopodobniej komunikują się one, przesyłając w tę i z powrotem elektrony.

Lars Peter Nielsen, mikroekolog z Aarhus University, zastanawiał się, jak radzą sobie bakterie tlenowe z dna morza. Lokując się na szczycie wielu warstw osadów, mają dostęp do tlenu, ale już nie do cennych minerałów, znajdujących się ok. centymetra pod powierzchnią. Te mikroby, które żyją w dnie, mają co jeść, ale brakuje im tlenu. Jak więc jednym i drugim udało się przetrwać?

By to sprawdzić, Duńczycy zaplanowali ciekawy eksperyment. Pobrali próbki z dna morskiego w zatoce Aarhus i okolicach. Następnie przenieśli je do zlewek i zaczęli usuwać z wody tlen. Gdyby bakterie rzeczywiście parały się barterem, te żyjące pod powierzchnią osadów powinny stopniowo zauważyć, że dostawy tlenu zanikają. Wtedy w odpowiedzi pojawiłyby się zmiany chemiczne, które można by wyłapać za pomocą czujników. Tyle teoria, w praktyce okazało się jednak, że zmiany zachodziły błyskawicznie, nie stopniowo. Niemal natychmiast, gdy mikroekolodzy zabrali się do usuwania tlenu, bakterie zamieszkujące muł przestały przetwarzać siarkowodór. Oznacza to, że zahamowanie procesu metabolicznego stanowiło odpowiedź na zmiany wykryte w oddalonym od nich środowisku. Naukowcy zauważyli też błyskawiczną zmianę pH wody.

Jako że zmiany były tak szybkie, nie mogły być wynikiem wymiany chemicznej czy procesu molekularnego, np. osmozy. Dlatego też Nielsen uważa, że bakterie musiały się skomunikować, przesyłając między sobą elektrony. Na razie nie wiadomo, jak dokładnie wygląda mechanizm, za pośrednictwem którego się tak dzieje, ale szef zespołu podejrzewa, że dobrym wyjaśnieniem jest minilinia elektryczna, składająca się np. z ziaren metali, takich jak żelazo czy mangan z osadów. Jak są zbudowane takie mikrokable, jak podłączają się do komórek i do siebie nawzajem? Jeśli teoria się potwierdzi, trzeba to będzie sprawdzić w przyszłości. Wszystkie bakterie żyjące na i w osadach stanowią zapewne wielką linię energetyczną. Mieszkańcy wewnętrznych rejonów raczej nie dostają tlenu, naukowcy wykluczają to, zważywszy na grubość osadów, lecz energię w postaci elektronów. W zmian powinni się odwdzięczyć, wysyłając w górę składniki odżywcze.

bakterie tlenowe dno morskie linia energetyczna elektrony wymiania składniki odżywcze Lars Peter Nielsen