Ηλεκτρικά δίκτυα μικροβίων στο βυθό!

Βαθιά στους βυθούς των ωκεανών, τεράστιες αποικίες από "ταπεινά" βακτήρια, δρώντας ως ένας ενιαίος υπερ-οργανισμός, φαίνεται πως έχουν καταφέρει να διασυνδέονται μεταξύ τους μέσω μικροσκοπικών ηλεκτρικών δικτύων, που θα ζήλευαν οι απανταχού εταιρίες ηλεκτροδότησης, σύμφωνα με μια νέα δανική επιστημονική έρευνα.

Πολλά "μυστήρια" παραμένουν ακόμα γύρω από την όλη διαδικασία, αλλά, αν επιβεβαιωθεί και από άλλες έρευνες, τότε μπορεί να φέρει επανάσταση στην κατανόηση των επιστημόνων για το πώς λειτουργούν τα οικοσυστήματα των μικρότερων οργανισμών του πλανήτη μας - ενώ στην πορεία δεν αποκλείεται να δώσει και μερικές 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) και δημοσιεύτηκε στο περιοδικό "Nature", σύμφωνα με το "Science" και το "New Scientist".

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 ("αναπνεύσουν"), 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 δανοί 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 (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 γι' αυτούς) συνθήκες του περιβάλλοντος.

Δεν είναι ακόμα σαφές πώς ακριβώς γίνεται αυτή η ηλεκτρική επικοινωνία, αλλά οι δανοί επιστήμονες πιστεύουν ότι τα βακτήρια έχουν στήσει ένα κανονικό μικροσκοπικό ηλεκτρικό δίκτυο, πιθανώς αποτελούμενο από μικροσκοπικούς κόκκους μετάλλων, όπως σιδήρου και μαγγανίου, που βρίσκουν μέσα στα ιζήματα του βυθού, καθώς και από αγώγιμα "σύρματα πρωτεϊνών".

Αν αποδειχτεί αυτή 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. Οι γεωχημικοί, εδώ και μερικά χρόνια, 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 μετά τα μάτια τους αυτά τα αδιόρατα "νανο-σύρματα" (αν υπάρχουν) που διασυνδέουν τους μικρο-οργανισμούς.