Бактерии используют натуральные проводящие материалы для обмена электронами

Источник: phys.org

В течение многих лет ученым известно, что некоторые микробы могут осуществлять трансфер электронов между собой и другими организмами, находящимися на некотором расстоянии от них. Но вот как они это делают? Примерно в 60-е годы прошлого века возникла теория, согласно которой бактерии используют для переноса электронов проводящие материалы, присутствующие в почве. Но только сейчас она получила экспериментальное подтверждение. Исследование проводилось специалистами Национального Института современной промышленной науки и технологии (Саппоро, Япония). Ученые поместили в образец почвы два вида бактерий — Geobacter sulfurreducens и Thiobacillus denitrificans. Затем в грунт добавили обычную еду данных микроорганизмов, ацетат и нитрат.

Но оба вида бактерий не могли нормально питаться. Чтобы им помочь, внесли новую добавку — минерал магнетит, естественный электропроводный материал. Микробы тут же начали есть. Как отмечает один из участников проекта Казухито Хашимотоа, межвидовый перенос электронов в данном случае является условием двух взаимосвязанных катаболитических процессов — окисления ацетата и восстановления нитрата. Электропроводящие наночастицы магнетита стимулировали трансфер электронов и способствовали катаболизму. Чтобы проверить свою гипотезу, исследователи повторили опыт с другими наночастицами — ионами железа, полупроводниковым материалом и с оксидом железа (ржавчиной).

В первом случае процессы катаболизма происходили, но с меньшей скоростью, чем в присутствии магнетита. По словам ученых, ионы обеспечили другой путь передачи электронов — через диффузию окислительно-восстановительных реакций. Полупроводниковые и диэлектрические наночастицы препятствовали передаче электронов между микробами и они начинали «голодать». Японские исследователи уверены, что результаты их эксперимента являются достаточным основанием для подтверждения теории о передаче электронов между бактериями через естественные проводники. Правда, остается один маленький вопрос — каким образом микробы определяют, что токопроводящий материал лежит именно в том направлении, в каком нужно?