CORVALLIS, OREGON – Într-o descoperire ce ar putea revoluționa domenii precum bioelectronica și tehnologiile de depoluare a mediului, o echipă internațională de oameni de știință a identificat o nouă specie de bacterie capabilă să conducă electricitatea, o proprietate rară în lumea vie. Această bacterie, denumită Candidatus Electrothrix yaqonensis, utilizează fibre distinctive pe bază de nichel pentru a transporta electroni pe distanțe considerabile, deschizând noi perspective asupra evoluției și potențialelor aplicații ale acestor microorganisme fascinante.
O Nouă Specie cu Abilități Electrice Remarcabile
Bacteria a fost descoperită în zonele mlăștinoase intertidale din Golful Yaquina, Oregon, de către cercetători de la Oregon State University. Numele său onorează poporul Yaqona, locuitorii indigeni ai regiunii. Studiul, publicat în prestigiosul jurnal „Applied and Environmental Microbiology”, descrie modul în care Candidatus Electrothrix yaqonensis formează filamente lungi prin conectarea celulelor în formă de bastonaș, cap la cap, toate fiind învelite într-o membrană exterioară comună.
Aceste filamente, care se pot întinde pe câțiva centimetri, acționează ca niște cabluri electrice naturale în interiorul sedimentelor. Conductivitatea unică a bacteriei nu este doar o curiozitate biologică; ea joacă un rol crucial în optimizarea metabolismului său, permițând transportul electronilor pe distanțe lungi. Această capacitate este esențială pentru supraviețuirea și funcționarea sa în mediul specific în care trăiește, un mediu adesea conectat și influențat de rețele complexe, inclusiv cele facilitate de internetul modern al lucrurilor (IoT) în monitorizarea mediului.
O Verigă Evolutivă și Caracteristici Structurale Unice
Cheng Li, la momentul descoperirii cercetător postdoctoral, și Clare Reimers, profesor emerit la Oregon State University, au fost cei care au identificat noua specie. „Această nouă specie pare a fi o punte, o ramură timpurie în cadrul cladei Ca. Electrothrix, ceea ce sugerează că ar putea oferi noi perspective asupra modului în care aceste bacterii au evoluat și cum ar putea funcționa în diferite medii,” a declarat Li.
Cercetătorul a adăugat că noua specie se remarcă printre bacteriile cablu prin capacitățile sale metabolice excepționale și caracteristicile structurale unice. Printre acestea se numără creste proeminente la suprafață – de până la trei ori mai late decât la alte specii – care conțin fibre extrem de conductive, compuse din molecule distinctive pe bază de nichel. Aceste fibre sunt cheia abilității bacteriei de a realiza transportul de electroni pe distanțe lungi.
Mecanismul Electric și Rolul Ecologic
Fibrele conductive permit bacteriei să conecteze acceptori de electroni, cum ar fi oxigenul sau nitrații de la suprafața sedimentului, cu donori de electroni, precum sulfurile din straturile mai adânci ale mâlului. Această capacitate de a facilita reacții de reducere-oxidare (redox) pe distanțe semnificative conferă bacteriei un rol vital în geochimia sedimentelor și în ciclul nutrienților. Practic, aceste microorganisme funcționează ca niște bio-fire, transferând energie electrică la scară microscopică în habitatul lor.
Înțelegerea acestor mecanisme complexe nu este doar fundamentală pentru biologie, ci deschide și calea către aplicații practice inovatoare, într-o lume tot mai dependentă de soluții tehnologice și de schimbul rapid de informații, adesea prin intermediul infrastructurii globale de internet.
Implicații Practice Promițătoare: De la Depoluare la Bioelectronică
Implicațiile practice ale acestei descoperiri sunt considerabile și extrem de promițătoare. „Aceste bacterii pot transfera electroni pentru a curăța poluanții, deci ar putea fi folosite pentru a elimina substanțe nocive din sedimente,” a explicat Li. „De asemenea, designul lor, cu o proteină de nichel extrem de conductivă, poate inspira noi dispozitive bioelectronice.”
Potențialele aplicații variază de la:
- Remedierea Mediului: Utilizarea bacteriilor pentru a degrada poluanți organici sau pentru a imobiliza metale grele în soluri și sedimente contaminate.
- Bioelectronică și Biosenzori: Dezvoltarea de noi tipuri de senzori biologici pentru monitorizarea calității mediului, diagnostic medical sau procese industriale.
- Celule de Combustie Microbiene: Crearea de dispozitive care generează electricitate din descompunerea materiei organice de către microorganisme.
- Materiale Conductive Bio-inspirate: Proiectarea de noi materiale cu proprietăți electrice îmbunătățite, inspirate din structura fibrelor bacteriene.
Aceste direcții de cercetare ar putea duce la tehnologii mai sustenabile și mai eficiente în medicină, industrie și monitorizarea mediului.
O Colaborare Internațională de Succes
Cercetarea a implicat oameni de știință de la mai multe instituții de prestigiu, inclusiv Universitatea din Anvers, Universitatea de Tehnologie Delft și Universitatea din Viena, demonstrând importanța colaborării internaționale în avansarea cunoașterii științifice. Proiectul a fost susținut de organizații precum Oficiul de Cercetare Navală (Office of Naval Research) și Oregon Sea Grant.
Concluzii: O Poartă către Noi Orizonturi Tehnologice
Descoperirea bacteriei Candidatus Electrothrix yaqonensis și a mecanismelor sale unice de conducție electrică pe bază de nichel reprezintă un pas important în înțelegerea diversității lumii microbiene și a potențialului său neexploatat. Această „baterie vie” naturală nu doar că ne oferă o imagine fascinantă asupra adaptărilor evolutive, dar deschide și perspective concrete pentru dezvoltarea unor noi tehnologii bio-inspirate, cu impact semnificativ asupra modului în care abordăm problemele de mediu și provocările din domeniul bioelectronicii. Viitorul ar putea fi, literalmente, alimentat de bacterii.