Los biólogos descubren bacterias eléctricas que comen electrones puros en lugar de azúcar, redefiniendo la tenacidad de la vida

Bacterias eléctricas, formando nanocables microbianos

Algunos intrépidos biólogos de la Universidad del Sur de California (USC) han descubierto bacterias que sobreviven únicamente con electricidad; en lugar de alimentos, comen y excretan electrones puros. Estas bacterias demuestran una vez más la tenacidad casi milagrosa de la vida, pero, desde el punto de vista tecnológico, también podrían resultar útiles para permitir la creación de dispositivos a nanoescala autoamplificados que limpian la contaminación. Algunas de estas bacterias también tienen la curiosa capacidad de formarse en 'biocables', nanocables microbianos de centímetros de largo que conducen electricidad y cables de cobre, una capacidad que algún día podría aprovecharse para construir redes subterráneas largas y autoensambladas para humanos. utilizar.



Como recordará de la biología de la escuela secundaria, casi todos los organismos vivos consumen azúcar para sobrevivir. Cuando llega el momento, todo lo que come se convierte en última instancia o se digiere en moléculas individuales de glucosa. Sin entrar en las complejidades de la respiración y el metabolismo (¡ATP!), Estos azúcares tienen electrones en exceso, y el oxígeno que inhalas realmente quiere esos electrones. Al transportar electrones del azúcar al oxígeno, un flujo de electrones, es decir, energía - se crea, que luego se utiliza para realizar varias tareas vitales alrededor de su cuerpo (activar electrones, latir su corazón, etc.)



Estas bacterias especiales, sin embargo, no necesitan azúcares poxy; en cambio, eliminan al intermediario y se alimentan directamente de electrones. Para descubrir estas bacterias y cultivarlas en el laboratorio, los biólogos de la USC simplemente recogieron un poco de sedimento del océano, lo llevaron al laboratorio, le colocaron algunos electrodos y luego encendieron la energía. Cuando se bombean voltajes más altos al agua, la bacteria 'come' electrones del electrodo; cuando hay un voltaje más bajo, la bacteria 'exhala' electrones en el electrodo, creando una corriente eléctrica (que podría usarse para alimentar un dispositivo, si así lo desea). El estudio de la USC controló con mucho cuidado otras fuentes de nutrición: estas bacterias definitivamente estaban comiendo electrones directamente.

Una hermosa foto de una bacteria geobacter metallireducens

Una hermosa foto de una bacteria geobacter metallireducens, tomada por Derek Lovley



En total, varios investigadores de todo el mundo han descubierto más de 10 tipos diferentes de bacterias que se alimentan de electricidad y, curiosamente, todas son bastante diferentes (no pertenecen a la misma familia) y ninguna de ellas es como Shewanella o Geobacter , dos conocidas bacterias que tienen interesantes propiedades eléctricas. Kenneth Nealson de USC, hablando con Científico nuevo sobre el descubrimiento de su equipo, dijo: “Esto es enorme. Lo que significa es que hay una parte completa del mundo microbiano que no conocemos '.

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En cuanto a repercusiones de encontrar bacterias que comen y excretan electrones, el uso más obvio es en los campos de crecimiento de motores moleculares y nanomáquinas . Estas bacterias, en su forma más básica, son máquinas que consumen electricidad bruta, por lo que, con un poco de ingeniería inteligente (¿genética?), Es lógico que algún día podamos usarlas para alimentar pequeñas máquinas que pueden realizar tareas que actualmente se llevan a cabo. mediante costosas máquinas operadas por humanos (limpieza de derrames químicos, por ejemplo). Estas bacterias también podrían permitirnos averiguar exactamente cuánta energía necesita una célula viva para sobrevivir; colóquelos en un tubo de ensayo y luego marque lentamente el voltaje del electrodo hasta que mueran. Un experimento cruel, pero que arrojaría resultados muy informativos.



En un estudio separado hace unos años, investigadores de la Universidad de Aarhus en Dinamarca encontraron que algunas bacterias eléctricas también tienen la capacidad de formar nanocables microbianos, largas cadenas de bacterias que pueden abarcar varios centímetros. Estos nanocables transportan nutrientes a las bacterias que se encuentran más abajo en la cadena, que podrían estar atrapadas debajo de un poco de lodo. Curiosamente, estos nanocables son tan conductores como los cables de cobre estándar, lo que nos lleva a preguntarnos si algún día las bacterias eléctricas podrían verse obligadas a construir redes subterráneas para uso humano. Sería un poco más eficiente que gastar miles de millones de dólares en el tendido de cables submarinos …

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