Harvardin yliopiston tutkijaryhmä on selvittänyt, miten maanpinnalla viihtyvä Rhodopseudomonas palustris -bakteeri voi hyödyntää ravinnontuotannossaan maan uumenissa olevia mineraaleja: se käyttää hyväkseen sähköä.

Ilmiö perustuu EET-prosessiin (extracellular electron transfer), jossa elektronit kulkevat soluseinämän lävitse. Luonnossa tutkimuksen kohteena olleet mikrobit ottavat tarvitsemansa elektronit – eli sähkön – raudasta, mutta laboratoriossa tehdyt kokeet viittaavat siihen, että rauta ei kuitenkaan ole keskeinen tekijä prosessissa. Bakteerit pystyivät nappaamaan elektroneja myös muista mineraaleista, kunhan niissä on elektroneja, jotka voivat niistä ylipäätään irrota.

Rhodopseudomonas palustris -bakteerit tarvitsevat auringonvaloa pysyäkseen hengissä, mutta niiden ravinnonlähteenä oleva rauta on suurelta osin maan alla. Mikrobit ovat kehittäneet kyvyn rakentaa "luomukaivoksia", joilla ne pääsevät käsiksi rautaan sähkövirran avulla.

<em>Rhodopseudomonas palustris</em> -bakteereja pyyhkäisyelektronimikroskoopin kuvassa. Kuva: Peter Girguis et al.

Kun bakteerit riistävät sähköä johtavilta mineraaleilta elektroneja, syntyy sivutuotteena rautaoksidikiteitä. Kun prosessi jatkuu jonkin aikaa, bakteereja ympäröivään maaperään kasautuu niin paljon kiteitä, että ne muodostavat virtapiirin. Se johtaa sähköä maanalaisiin esiintymiin, jolloin bakteerit pystyvät irrottamaan niistä elektroneja.

Uusi löytö liittyy yli kahdenkymmenen vuoden takaiseen tutkimukseen, jossa tiettyjen bakteerien todettiin pystyvän "syömään" ruostetta luovuttamalla elektroneja rautaoksidimolekyylien happiatomeille. Seuraavassa vaiheessa on kenties mahdollista rakentaa mikrobien toimintaan perustuva polttokenno, jossa bakteerit luovuttavatkin elektroneja virtapiiriin, jolloin ne tuottaisivat sähköä. 

Tutkijat pystyivät myös tunnistamaan geenin, jonka ansiosta bakteerilla on kyky irrottaa mineraaleista elektroneja. Samaa geeniä esiintyy muillakin bakteereilla, joten on mahdollista, että Rhodopseudomonas palustris ei ole ainoa sähköä "syövä" bakteerilaji.

Tutkimusta johtaneen apulaisprofessori Peter Girguisin mukaan löytö ratkaisee Rhodopseudomonas palustris -bakteeriin liittyneen arvoituksen. "Nämä yksisoluiset eliöt ovat kehittäneet keinon, jolla ne pääsevät sähkön avulla käsiksi maaperässä oleviin mineraaleihin ja pystyvät irrottamaan niistä elektroneja, vaikka itse pysyttelevät maanpinnalla auringonvalossa."

Bakteerien ihmedieetistä kerrottiin 10. maaliskuuta EurekAlert!-sivustolla julkaistussa Harvardin yliopiston tiedotteessa. Artikkeli tutkimuksesta ilmestyi Nature Communications -lehdessä 26. helmikuuta.


Juttuja samasta aiheesta