Как бактерии питаются электричеством

Как бактерии питаются электричеством

Спустя два года после открытия бактерий, которые питаются электричеством, учёные начинают понимать, как именно они это делают.

Люди и многие другие живые существа получают электроны с пищей и расстаются с ними, выдыхая углекислый газ. В отличие от нас, литоаутотрофы получают энергию непосредственно из неорганических веществ. Для этого им не нужен ни кислород, ни солнечный свет: они едят электроны. Чтобы поймать такие бактерии, учёные устанавливают в местах их обитания электроды и пускают ток.

Как электроны проникают через мембрану — большая загадка, потому что сам процесс противоречит законам биофизики. Раньше считалось, что состоящая из жиров клеточная мембрана создаёт непреодолимый для электронов барьер. Первые организмы, способные выделять электроны на твёрдую поверхность, были открыты в 1980-е. Механизм стал понятен только в 2006 году; дело оказалось в трёх специальных белках, которые создают для электрона коридор для прохода сквозь мембрану наружу.

Когда был описан процесс выделения электрона, сразу начались поиски бактерий, которые способны присваивать электроны, используя такую же схему, и в 2014 году такие бактерии были обнаружены. Их способы питания очень специфичны. Выяснилось, что вид Methanococcus maripaludis выделяет фермент, который, находясь за пределами бактерии, заимствует один электрон из металла и приобретает отрицательный заряд. Кулоновские силы притягивают к энзиму протон из молекул воды вокруг, и тогда, заполучив и протон, и электрон, энзим возвращается в клетку.

Однако использование фермента — это всё-таки не прямое «поедание» электронов. Учёные продолжают поиски; на сегодняшний день доказательство возможности прямого проникновения электрона через клеточную мембрану — один из самых больших вызовов микробиологии. Поиски ведутся везде, где нет света и мало кислорода: в почве, на океанском дне, в пещерах.

Перейти к источнику цитирования

Вернуться в новостную ленту

Глобальное потепление
Глобальное изменение климата планеты, в результате которого растают ледники ...

Совершенствование теории формирования элементов водного баланса речных бассейнов
Представлен аналитический обзор теории водного баланса. Рассмотрены ...

Computational Methods for the Atmosphere and the Oceans, Volume 14: Special Volume (Handbook of Numerical Analysis)
This book provides a survey of the frontiers of research in the numerical modeling and mathematical analysis used in the study of the atmosphere and ...