Τετάρτη 17 Μαρτίου 2010

Τα βακτήρια διαθέτουν δίκτυα ηλεκτρισμού


Στους βυθούς των ωκεανών


Ζουν σε μεγάλα βάθη στους ωκεανούς. Σχηματίζουν τεράστιες αποικίες. Δρουν ως ένας ενιαίος υπερ-οργανισμός. Και όπως φαίνεται, σύμφωνα με νέα επιστημονικά στοιχεία, έχουν καταφέρει να διασυνδέονται μεταξύ τους μέσω μικροσκοπικών ηλεκτρικών δικτύων. Ο λόγος για τα - κατά τα άλλα - «ταπεινά» βακτήρια...

Μάλιστα, οι μελετητές υποστηρίζουν ότι η αρτιότητα και η λειτουργικότητα των δικτύων είναι τόσο υψηλή σε επίπεδο που θα τη ζήλευαν ακόμη και εταιρίες ηλεκτροδότησης!

Ωστόσο, σύμφωνα με νέα έρευνα Δανών επιστημόνων, πολλά παραμένουν τα "μυστήρια" γύρω από την όλη διαδικασία.

Ενδεχόμενη επιβεβαίωση των στοιχείων από νέες έρευνες, μπορεί να φέρει επανάσταση στην κατανόηση της επιστημονικής κοινότητας για το πώς λειτουργούν τα οικοσυστήματα των μικρότερων οργανισμών του πλανήτη μας.

Στο μέλλον, δεν θεωρείται απίθανο, η έρευνα να δώσει και χρήσιμες ιδέες για την καλύτερη σχεδίαση των επίγειων ηλεκτρικών δικτύων…

Η ανακάλυψη έγινε από τον ειδικό στην οικολογία των μικροβίων, Λαρς Πίτερ Νίλσεν του πανεπιστημίου του Άαρχους και συνεργάτες του στους τομείς της γεωμικροβιολογίας, βιογεωχημείας και θαλάσσιας οικολογίας.
Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature.

Τα βακτήρια του λασπώδους βυθού έχουν ένα ζωτικό πρόβλημα.

Όσα βρίσκονται πάνω από την επιφάνεια του βυθού έχουν μεν πρόσβαση στο πολύτιμο οξυγόνο του νερού για να το απορροφήσουν, αλλά δεν έχουν πρόσβαση στις θρεπτικές ουσίες που βρίσκονται κάτω από την επιφάνεια του βυθού.

Αντίστροφα, όσα βακτήρια ζουν βυθισμένα κάτω από την επιφάνεια, έχουν πρόσβαση στις ανόργανες θρεπτικές ουσίες των ορυκτών, αλλά όχι στο επίσης αναγκαίο οξυγόνο του νερού.

Για να λύσουν το πρόβλημα, τα βακτήρια, κατά τα φαινόμενα, συνεργάζονται με βάση την αρχή "η ισχύς εν τη ενώσει" συγκροτώντας ένα δίκτυο και ανταλλάσσοντας οξυγόνο και θρεπτικές ουσίες αμοιβαία.

Οι ερευνητές πειραματίστηκαν με τέτοια βακτήρια και διαπίστωσαν ότι οι δύο ομάδες, πάνω και κάτω από το βυθό, επικοινωνούν σχεδόν αυτομάτως, όχι μέσω χημικών ή μοριακών διόδων αλλά μέσω ηλεκτρισμού.
Συγκεκριμένα, επικοινωνούν μέσω της κίνησης ηλεκτρονίων.

Έτσι, οι "κάτω" μικρο-οργανισμοί "μαθαίνουν" σχεδόν αμέσως αν και πότε λιγοστεύει το οξυγόνο στους "πάνω" και μεταβάλλουν ανάλογα τον μεταβολισμό τους, προσαρμοζόμενα στις νέες, πιο δυσμενείς για αυτούς, συνθήκες του περιβάλλοντος.

Δεν είναι ακόμα σαφές πώς ακριβώς γίνεται αυτή η ηλεκτρική επικοινωνία.

Οι Δανοί επιστήμονες πιστεύουν ότι τα βακτήρια έχουν στήσει ένα κανονικό μικροσκοπικό ηλεκτρικό δίκτυο.

Θεωρούν πιθανό, το δίκτυο αυτό να αποτελείται από μικροσκοπικούς κόκκους μετάλλων, όπως σιδήρου και μαγγανίου, που βρίσκουν μέσα στα ιζήματα του βυθού, καθώς και από αγώγιμα "σύρματα πρωτεϊνών".

Αν αποδειχτεί αληθής η εκτίμηση περί δικτύωσης, τότε -αναλογικά με την ανθρώπινη κλίμακα - οι βακτηριακές κοινότητες έχουν πετύχει να οργανώνουν και να συντηρούν τεράστια ηλεκτρικά δίκτυα έκτασης περίπου 20 χιλιομέτρων.

Αντί να παίρνουν οξυγόνο από το θαλασσινό νερό και να το μετατρέπουν σε ενέργεια, τα θαμμένα βακτήρια παίρνουν ενέργεια με την μορφή μεταφερόμενων ηλεκτρονίων από τα βακτήρια της επιφάνειας.

Τα τελευταία, με τη σειρά τους τροφοδοτούνται, σε αντάλλαγμα, μέσω χημικών "μονοπατιών", με θρεπτικές ουσίες από τους μικρο-οργανισμούς που ζουν μέσα στα πετρώματα του βυθού.

Σύμφωνα με τον Νίλσεν, "η ανακάλυψη είναι σχεδόν μαγική. Είναι αντίθετη με οτιδήποτε ξέραμε μέχρι τώρα. Οι μικρο-οργανισμοί μπορούν να ζουν σε ηλεκτρική συμβίωση σε μεγάλες αποστάσεις. Πρέπει πια να ξανασκεφτούμε με άλλο μάτι τις αντιλήψεις μας για το πώς ζουν, τι μπορούν και τις δεν μπορούν να κάνουν".

Στοιχεία από άλλες έρευνες συνηγορούν υπέρ της νέας ανακάλυψης.

Εξάλλου, εδώ και μερικά χρόνια, οι γεωχημικοί έχουν διαπιστώσει ότι τα μικρόβια δημιουργούν ένα ασθενές ηλεκτρικό ρεύμα στο βυθό, μια διαδικασία την οποία αρκετές επιστημονικές ομάδες αξιοποιούν προσπαθώντας να δημιουργήσουν "μικροβιακές κυψέλες καυσίμων".

Το επόμενο βήμα για τους επιστήμονες θα είναι να ανακαλύψουν τα αδιόρατα "νανο-σύρματα" - εάν φυσικά αυτά υπάρχουν - που διασυνδέουν τους μικρο-οργανισμούς.

enet/M.A.R.C. -review