Podczas, gdy bakterie wytwarzające elektryczność zostały znalezione w egzotycznych środowiskach, takich jak kopalnie i dna jezior, naukowcy przegapili źródło bliżej domu: ludzkie jelito. Naukowcy z University of California odkryli, że wspólna bakteria wywołująca biegunkę, Listeria monocytogenes, wytwarza energię elektryczną przy użyciu zupełnie innej techniki niż znane bakterie elektromagnetyczne i to, że setki innych gatunków bakterii używa tego samego procesu.

Wiele z tych iskrzących bakterii jest częścią ludzkiego mikrobiomu jelitowego, lecz wiele z nich jest również przyczyną chorób przenoszonych przez żywność, m.in. listerioza, która również może powodować poronienia. Bakterie, które powodują gangrenę ( Clostridium perfringens ) i infekcje nabyte w szpitalu ( Enterococcus faecalis ) oraz niektóre chorobotwórcze bakterie Streptococcus, również wytwarzają energię elektryczną. Inne elektrogeniczne bakterie, takie jak Lactobacillus, odgrywają ważną rolę w fermentacji jogurtu, a wiele z nich to probiotyki.

Fakt, że tak wiele drobnoustrojów, które wchodzą w interakcje z ludźmi jest elektromagnetycznych do tej pory był nieznany. ”To może nam powiedzieć wiele o tym, jak bakterie nas zakażają lub pomagają nam zdrowo żyć" - tłumaczą naukowcy.

Odkrycie będzie dobrą wiadomością dla tych, którzy obecnie próbują stworzyć "zielone" technologie bioenergetyczne, które mogą wytwarzać energię elektryczną z bakterii w zakładach przetwarzania odpadów.

„Oddychający” metal

Bakterie wytwarzają energię elektryczną z tego samego powodu, dla którego oddychamy tlenem: do usuwania elektronów wytwarzanych podczas metabolizmu i wspomagania produkcji energii. Podczas, gdy zwierzęta i rośliny przenoszą swoje elektrony do cząsteczek tlenu w mitochondriach każdej komórki, bakterie w środowiskach bez tlenu - w tym w naszych jelitach, również w zbiornikach fermentacji alkoholowej, serowej i kwaśnych kopalniach - muszą znaleźć innego akceptora elektronów. W środowiskach geologicznych, które często były minerałami - na przykład żelazem lub manganem – były poza komórką. W pewnym sensie bakterie te "oddychają" żelazem lub manganem.

Przeniesienie elektronów z komórki do minerału wymaga kaskady specjalnych reakcji chemicznych, tzw. zewnątrzkomórkowego łańcucha przenoszenia elektronów, który przenosi elektrony jako maleńki prąd elektryczny.

Nowo odkryty pozakomórkowy układ przeniesienia elektronu jest w rzeczywistości prostszy niż już znany łańcuch przenoszący i wydaje się, że jest wykorzystywany przez bakterie tylko wtedy, gdy jest to konieczne, być może gdy poziom tlenu jest niski. Jak dotąd, ten prostszy łańcuch przenoszenia elektronów znaleziono w bakteriach z pojedynczą ścianą komórkową - drobnoustrojami sklasyfikowanymi jako bakterie Gram-dodatnie - które żyją w środowisku z dużą ilością flawiny, która jest pochodną witaminy B2.

Naukowcy zajmujący się badaniem interakcji między żywymi drobnoustrojami i materiałami nieorganicznymi dla możliwych zastosowań w wychwytywaniu i sekwestracji dwutlenku węgla oraz wytwarzaniu energii bio-słonecznej postanowili sprawdzić jak solidny jest bakteryjny system przenoszenia elektronów.

Użyto elektrody do pomiaru prądu elektrycznego, który płynie przez bakterie - do 500 mikroamperów – potwierdzając tym, że rzeczywiście bakterie te są organizmami elektrochemicznymi. W rzeczywistości wytwarzają one tyle elektryczności - około 100 000 elektronów na sekundę na komórkę - jak znane nam bakterie elektromagnetyczne.

Szczególną uwagę naukowców przykuła obecnością tego układu w Lactobacillus, bakterii niezbędnej do produkcji sera, jogurtu i kiszonej kapusty. Być może, jak sami sugerują, transport elektronów odgrywa rolę w smaku sera i kiszonej kapusty. To duża część fizjologii bakterii, z której ludzie nie zdawali sobie sprawy.

Więcej: sciencedaily.com