• Читателям
  • Авторам
  • Партнерам
  • Студентам
  • Библиотекам
  • Рекламодателям
  • Контакты
  • Язык: English version
296
Придонные бактерии – живые «электрические провода» – могут оказаться в наших телефонах
Биология
«Кабельные» бактерии между слоями осадка

Придонные бактерии – живые «электрические провода» – могут оказаться в наших телефонах

Долгое время считалось, что расстояние, на которое происходит перенос электронов в биологических системах, измеряется микрометрами. Но несколько лет назад были обнаружены необычные бактерии, которые, по-видимому, способны переносить электрический заряд на сантиметровые расстояния. Эти «живые провода» так и назвали – «кабельные бактерии», но лишь недавно исследователям удалось измерить их электрические параметры 

В каждом живом организме производится электричество: перенос заряда происходит при протекании разнообразных ферментативных реакций, включая клеточное дыхание, фотосинтез и другие жизненно важные клеточные процессы. Но кабельные бактерии, открытые датскими учеными около десяти лет назад при изучении блуждающих токов на дне моря, – это нечто особенное.

Колонии этих бактерий представляют собой нити из тысяч клеток длиной примерно в сантиметр и в сто раз тоньше человеческого волоса. Обитают бактерии на глубине, окисляя сульфиды, накапливающиеся в донных отложениях, в которые колонии погружены одним своим концом; другой их конец располагается у поверхности морского дна. Предполагалось, что через всю длину колонии от окисляемого субстрата к окислителю (кислороду, растворенному в морской воде) путешествуют электроны, которые и создают токи, циркулирующие по бактериальным «сетям».

Сейчас ученые из Бельгии и Нидерландов извлекли одиночные бактериальные нити из донных отложений и провели измерения, прикрепив их к установке с крошечными электродами. Проводить измерения надо было очень быстро, так как в обычных условиях уже в течение первых 10 минут бактериальная проводимость снижалась на порядок. Кстати, в азотной атмосфере и в вакууме она оставалась стабильной.

Оказалось, что в нитях длиной около 1,1 см (что составляет более 2 тыс. клеток) действительно идут наноамперные токи. Это рекордное расстояние для биологических систем. Ранее было установлено, что содержимое, заполняющее пространство между внутренней и внешней клеточными мембранами кабельных бактерий, содержит сеть волокон, которые, не прерываясь, пронизывают межклеточные соединения. Когда ученые удалили у бактерий все клеточные структуры, оставив только этот волокнистый каркас, то оказалось, что он проводит электрический ток даже лучше, чем целая клетка.

Проводимость кабельных бактерий оказалась сопоставима с проводимостью современных полимеров, используемых в солнечных панелях и экранах телефонов. Это открывает перспективы для разработки новых материалов и технологий. Например, биоразлагаемой электроники, что могло бы уменьшить проблему электронных отходов, или имплантируемых медицинских устройств с ограниченным сроком «жизни». 

Фото: https://commons.wikimedia.org

Понравилось? Поделись с друзьями!

Подпишись на еженедельную e-mail рассылку!