Электричество и морская вода — вещи не слишком совместимые. Поэтому несколько лет назад датские исследователи из университета Орхуса (Aarhus University) были весьма удивлены, обнаружив электрические токи, образующиеся в ходе биологических процессов в морском грунте.
С тех пор учёные в сотрудничестве с американскими коллегами из университета Южной Калифорнии (University of Southern California) искали убедительные объяснения этому явлению.
Изначально исследователи полагали, что некие бактерии, обитающие в донных отложениях, создают наносети для переноса электронов из глубины на поверхность дна. При этом заряженные частицы необходимы микроорганизмам для активизации процессов окисления, в свою очередь нужных для поддержания функционирования.
Однако в дальнейшем микробиологи обнаружили, что это уникальное явление полностью лежит "на совести" длинных цепочек серных бактерий рода Desulfobulbus, которые сами без посредников создают внутри себя поток электронов.
Оказалось, что размеры каждой бактериальной клетки не превышают нескольких тысячных долей миллиметра. Но они не живут поодиночке, а образуют нити длиной до сантиметра. Мало того, эти скопления представляют собой единый организм, клетки которого обмениваются друг с другом всеми необходимыми веществами.
Основной источник энергии для представителей рода Desulfobulbus – это сероводород, для переработки (окисления) которого бактериям необходим кислород. Но колония живёт на разных уровнях донных отложений, и её отдельные части находятся в неравном положении.
Поясним. У поверхности морского дна кислород присутствует в избытке, тогда как содержание сероводорода весьма скромно. А на глубине ситуация прямо противоположная.
В результате бактерии нашли уникальное для живых организмов решение: они отправляют снизу вверх, от пищевого источника к окислителю, электроны. Таким образом энергию для существования получают все члены гигантского сообщества.
"Сама мысль о том, что цепочка бактерий может быть биологическим аналогом электрического кабеля, невероятна. Но всё встало на свои места, когда мы своими глазами увидели "провода", окружённые непроводящей мембраной ", — рассказывает один из авторов работы Нильс Ризгаард-Петерсен (Nils Risgaard-Petersen) в пресс-релизе университета Орхуса.
На одном квадратном метре ненарушенного морского дна растянуты десятки тысяч километров биологического кабеля. Это поразительные масштабы с учётом размеров структурного элемента (напомним, что длина клеток в тысячу раз меньше миллиметра).
По мнению специалистов, благодаря способности проводить электрический ток, кабель-бактерии обладают огромными преимуществами для выживания в своей экологической нише.
Как и два года назад удивительному открытию в области микробиологии пророчат будущее биоэлектроники нового поколения. Но исследователи не торопятся пока конкретизировать практическую сторону вопроса, а планируют далее углубляться в фундаментальные основы биологических и эволюционных процессов.
Последние результаты исследования были представлены в журнале Nature. Ниже мы приводим видео, которое учёные выпустили в 2010 году.
