I New York State, når snøen smelter, begynner Oneida Lake å samle mangan. Kombinert med oksygen fra luften lager det manganoksid som synker ned i sjøbunnen. Men som Corey S. Powell rapporterer for Popular Science, fant forskere ikke forbindelsen på nivåer de ville forvente, og mysteriet med det manglende manganoksydet Kenneth Nealson, en mikrobiolog, og søkte etter en mikrob som virket som den skulle finnes ikke.
Det tok ham noen år, men han fant det - Shewanella oneidensis, en bakterie som lever av et giftig tungmetall, mangan.
Powell skriver nøyaktig hvorfor Shewanella er så rart:
For de fleste levende, luftpustende skapninger, sier Nealson: "Glukosen vi spiser forsyner elektronene, oksygenet vi puster inn mottar elektronene, og at elektronstrømmen er det som driver kroppene våre." Det er grunnleggende metabolisme. Utfordringen for hver organisme er å finne både kilder til elektroner og steder å forkaste dem for å fullføre kretsen. Shewanella forbruker elektroner fra karbohydrater, men det kaster dem på en uvanlig måte: "Den svømmer opp til metalloksidet og respirerer det." Sier Nealson. "Vi kaller dette 'pustende bergarter.' ”
Bakterien vokser spesielle ledninger ut av membranen som transporterer elektroner fra innsiden av cellen og deponerer dem på tungmetallet. Maganskoksid fungerer, men det gjør også andre tungmetaller som bly. Andre funn avslørte bakterier som gjør det motsatte - de fanger elektronene fra metall og mineraler. Elektronbytteren fullfører kretsen. Resultatet er livet som spiser og puster strøm.
Moh El-Naggar, en annen forsker ved USC, har produsert videoer som viser disse bakteriene i aksjon, og dyrket de trådlignende sonder.
I 1988, da Nealson publiserte funnene sine om Shewanella, trosset det langvarige antakelser om biologi, for å parafrasere Rebecca Fairley Raneys profil av Nealson på AAAS.org. Men nå vet vi at Shewanella og andre mikrober er viktige pådrivere for hvordan Jorden sirkulerer metaller.
Likevel blir det rart. En av Nealsons doktorgradsstudenter, Annette Rowe, har funnet seks nye bakteriestammer som er mudret fra havbunnen som ikke trenger en kilde til karbon i det hele tatt, melder Powell. De kan leve av strøm alene.
Alle studier av liv i ytterpunktene på jorden viser forskere hvordan livet kan se ut på andre planeter. Powell skriver:
Å kverne etter elektron og spirende nanotråd er strategier for å overleve når det ikke er nok mat til å gjøre mye voksende og konkurrerende - akkurat nok til å hjelpe en organismejeger og holde livets flamme opplyst. Slike forhold er vanlige i dyphavsedimenter og langt under jorden. Hvis det eksisterer liv på Mars og andre verdener (Europa? Titan?), Er det en god sjanse for at det også henger sammen i ressurssnevrede omgivelser langt under overflaten.
Fremtidige oppdrag for å oppdage spor av liv på andre planeter kan ta hensyn til elektron-slyngende bakterier. Nealson påpeker at på jorden er det en gradient av elektrisk potensial i bakken som synker med dybden. Når du kommer dypere, er det bare elektroner som er tilgjengelige for mat, så bakterier som bor der tilpasser seg å spise strøm - og setter dermed gradienten opp. For å se det tegn på liv, alle fremtidige oppdrag trenger å gjøre er å stikke sonder i bakken og måle det.
