Некои бактерии развиле крајни навики на исхрана. Тие не се замараат со храна и кислород. Се' што им е потребно за да преживеат е чиста електрична енергија.

 

Тие често живеат во калливото дно или по должината на бреговите на реките и можат лесно да се најдат: биолозите ги привлекуваат надвор со лепење на електроди во талогот. Бактеријата која се наоѓа најблиску до електродата дури и ги зголемува биолошките еквиваленти на електричните жици од нивните тела, за другите микроби подалеку да можат да се поврзат со изворот на електрична енергија. Ова е ефикасна електрична мрежа.

Се чини дека сите ние оже да имаме корист од оваа микроскопска мрежа. Меѓу другото, би можела да обезбеди ефективен начин за справување со токсичниот отпад и други форми на загадување на животната средина.

Микроби кои „јадат“ електрична енергија може да звучи како да е излезено од научно фантастичните филмови. Всушност, нивното однесување не е толку егзотично како што изгледа на прв поглед.

Сите животни форми на Земјата, дури и луѓето, мора да ja зацврсти енергијата. Енергијата доаѓа во форма на електрони, негативно-наелектризираните честички кои создаваат струја кога се движат околу електричните жици во колото.

Ние луѓето, заедно со повеќе други организми на планетата, ги добиваме електроните од шеќерите во храната која ја јадеме. Во серија на хемиски реакции кои се случуваат во внатрешноста на нашите клетки, електроните се ослободуваат и на крајот се влеваат во кислородот - истиот кислород кој сме го вдишале во белите дробови. Тој проток на електрони е она што му дава сила на нашето тело.

 

Ова значи дека предизвикот за сите суштества е ист. Без разлика дали организмот е едноклеточна бактерија или син кин, тие мораат да пронајдат извор на електрони, и место на кое ќе ги исфрлат за да го завршат колото.

Но што се случува кога нема кислород за исфрлање на електроните?

Многу организми живеат во средини ниски со кислород па така мораат да користат алтернативни електронски депонии. За некои тоа значи „дишење“ метали наместо кислород.

Во 1987 година Дерек Ловлеј и неговата лабораторија на Универзитетот во Масачусетс налетал на вакви бактерии на бреговите на реката Потомак во близина на Вашингтон. Микробите, наречени „Geobacter metallireducens“ ги добивале своите електрони од органски соединенија и ги префрлале врз железните оксиди. Со други зборови, тие јаделе отпад - вклучувајќи етанол - и ефикасно „дишеле“ железно намесо кислород. Се разбира, ова не е вид на дишење какво што знаеме. Како прво, бактериите немаат бели дробови. Наместо тоа, тие ги префрлаат нивните електрони на металните оксиди кои се наоѓаат надвор од клетката.

Ова го прават преку специјални жици кои ѕиркаат од површината на клетката. Овие мали жици дејствуваат на ист начин на кој дејствува бакарната жица кога спроведува електрична енергија. Тие се нарекуваат „микробиолошки нано-жици“.

„Geobacter“ бактериите се способни да преживеат на извори на енергија целосно недостапни за повеќето животни форми. Тие се дури способни и ефикасно да го „јадат“ загадувањето. Тие ги претвораат органските соединенија во дамките од нафта во јаглерод диоксид, или ги раствораат радиоактивните метали како плутониум и ураниум во форми кои имаат помала веројатност да ги загадат подземните води - и тие произведуваат електрична енергија во процесот.

Всушност, некои гледаат иднина во која микробиолошките горивни ќелии напојуваат уреди како паметните телефони со користење на алги, урина или од канализацијата како нивниот единствен извор на храна.

Во 1988 година, една година после откритието на Ловлеј, микробиологот Кенет Нилсон на Универзитетот на Јужна Калифорнија најде друга ваква бактерија.

Toj испитувал чуден феномен на Онеида езерото во Њујорк. Езерото содржи манган, кој реагира со кислородот во воздухот за да формира манган оксид. Сепак, Нилсон не пронашол толку манган оксид колку што очекувал. Нешто недостигало, па открил дека виновникот е „Shewanella oneidensis“.

Бактеријата дише кислород кога е достапен, но во калливиот брег на езерото, каде има малку кислород, бактеријата ги пренесува електроните директно на маган оксидот, произведувајќи електрична енергија.

 

Но, електроните кои произведуваат електрична енергија не се единствените пронајдени од истражувачите.

Додека повеќето организми ги добиваат електроните од јаглехидратите, некои бактерии можат да соберат електрони во најчиста форма. Тие можат ефикасно да „јадат“ електрони од минералите и камењата.

Анет Роу, дипломирана студентка, открила шест нови бактериски видови на дното на океанот кои можат да живеат само од електрична енергија.

„Едно од најинтересните случки во областа на микробите кои јадат и дишат електрони е концептот на директен пренос на електрони. Ова е кога микроорганизмите се поврзуваат заедно за да споделуваат електрони, овозможувајќи да извршуваат реакции кои не би можеле да ги извршат заедно“, вели Ловлеј.

Бактериите кои јадат и дишат електрони е навистина важно откритие. Се' што треба да се направи е да им се обезбедат електрода на која ќе можат да „дишат“ електрони. Тие имаат потенцијал да украдат електрони од отровниот отпад и нуклеарниот отпад, со што ќе го исчистат отпадот и ќе генерираат електрична енергија во процесот.