Бактерии демонстрируют новый тип поведения — электрокинез
Геобиологи из Университета Южной Калифорнии (USC) открыли и официально назвали электрокинезом новое явление — «электрический танец» бактерий.
Исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences Early Edition, описывает, по-видимому, совершенно новое поведение бактерий.
Микроб Shewanella oneidensis, метаболизирующий металлы, не просто прикрепляется к металлу в окружающей среде, как считалось ранее. Вместо этого он извлекает электрохимическую энергию при контакте с металлом и начинает яростно плавать в течение нескольких минут, прежде чем снова прикрепиться.
Электрокинез — больше, чем просто любопытный феномен. Руководитель лаборатории и соавтор работы Кеннет Нилсон надеется повысить мощность микробных топливных элементов до уровня, достаточного для получения полезной энергии.
Открытие электрокинеза напрямую не решает эту задачу, но должно помочь исследователям лучше «настроить» сложные живые механизмы таких элементов.
«Оптимизировать бактерии гораздо сложнее, чем оптимизировать топливный элемент», — отметил Нилсон.
Электрокинез был открыт в 2007 году аспирантом Нилсона Говардом Харрисом, который на тот момент был студентом бакалавриата.
Анализ видеозаписей, сделанных с помощью микроскопа, показал, что всякий раз, когда бактерии оказывались рядом с частицами оксида металла, наблюдалась высокая плавательная активность.
Затем Харрис обнаружил, что бактерии демонстрируют такое же поведение возле электрода батареи. Движение прекращалось при выключении электрода, что указывало на электрическую природу активности.
Как часто бывает с открытиями, это порождает больше вопросов, чем ответов. Два из них особенно интригуют исследователей:
Зачем бактерии тратят ценную энергию на плавание?
Как бактерии находят металл и возвращаются к нему? Чувствуют ли они его через электрическое поле или по поведению других бактерий?
Пока у команды Нилсона есть только предположения.
Отвечая на первый вопрос, Нилсон полагает, что бактерии могут уплывать от металла из-за слишком большого числа конкурентов. Если металлическая поверхность становится слишком переполненной для эффективного поглощения питательных веществ, бактерии могут уплыть и вернуться позже.
Для ответа на второй вопрос Харрис и соавтор Мэнди Уорд планируют новые эксперименты, чтобы понять, как именно Shewanella находит акцепторы электронов. Эти эксперименты, вероятно, составят основу докторской диссертации Харриса.