Ενώ βακτήρια που παράγουν ηλεκτρισμό έχουν βρεθεί σε εξωτικά περιβάλλοντα όπως ορυχεία και βυθούς λιμνών, οι επιστήμονες έχουν χάσει μια πηγή πιο κοντά στο σπίτι: το ανθρώπινο έντερο.
Πριν διαβάσετε το άρθρο – Πως εξηγεί ο δρ. Jack Kruse το άρθρο σε σχόλιο του:
Σε μια από τις μεμβράνες των μιτοχονδρίων που έχουν πλάτος 6 microns, τα μιτοχόνδρια μπορούν να δημιουργήσουν μια σπίθα που έχει ισοδύναμη ισχύ 30 εκατομμυρίων βολτ. Αυτό είναι κάτι περισσότερο από ένα κεραυνό. Ένα κύτταρο έχει 3600-10.000 από αυτά.
Είναι περίεργο γιατί τα ζωντανά κύτταρα μπορούν να κάνουν αστρονομικά πράγματα; Είμαστε όντα φωτός που αλλάζουν αυτό το φως σε ηλεκτρικό για να ελέγχουν ηλεκτρόνια και πρωτόνια στα κύτταρά μας. Εκτός από τη θεωρία ηλεκτρικής μηχανικής για τη μετάδοση των μηνυμάτων, υπάρχει ένα μεγαλύτερο πεδίο τεχνητής νοημοσύνης και κυβερνητικής που χρησιμοποιεί πλέον την ηλεκτρική ενέργεια με καινοτόμους τρόπους.
Αυτές οι βιομηχανίες περιλαμβάνουν όχι μόνο τη μελέτη της γλώσσας αλλά τη μελέτη των μηνυμάτων ως μέσου ελέγχου μηχανημάτων και κοινωνίας, την ανάπτυξη υπολογιστικών μηχανών και άλλων τέτοιων αυτομάτων, ορισμένους προβληματισμούς για την ψυχολογία και το νευρικό σύστημα και μια δοκιμαστική νέα θεωρία επιστημονικής μεθόδου. Φυσικά, τα βακτήρια είναι ηλεκτρικά επειδή το σύμπαν βασίζεται γύρω από αυτό το πλάσμα στο διάστημα. Δεν είναι ένα άδειο κενό, συνεργάζεται με ρεύματα ηλεκτρικής ενέργειας.
Οι επιστήμονες του UC Berkeley ανακάλυψαν ότι ένα κοινό βακτήριο που προκαλεί διάρροια, το Listeria monocytogenes, παράγει ηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιώντας μια εντελώς διαφορετική τεχνική από τα γνωστά ηλεκτροπαραγωγά βακτήρια και ότι εκατοντάδες άλλα είδη βακτηρίων χρησιμοποιούν την ίδια διαδικασία.
Πολλά από αυτά τα σπινθήρα βακτήρια αποτελούν μέρος του μικροβιώματος του ανθρώπινου εντέρου και πολλά, όπως το ζωύφιο που προκαλεί τη λιστερίωση της τροφικής ασθένειας, η οποία μπορεί επίσης να προκαλέσει αποβολές, είναι παθογόνα. Τα βακτήρια που προκαλούν γάγγραινα (Clostridium perfringens) και λοιμώξεις από νοσοκομείο (Enterococcus faecalis) και ορισμένα βακτήρια στρεπτόκοκκου που προκαλούν ασθένειες παράγουν επίσης ηλεκτρισμό. Άλλα ηλεκτρογόνα βακτήρια, όπως οι γαλακτοβάκιλλοι, είναι σημαντικά στη ζύμωση του γιαουρτιού και πολλά είναι προβιοτικά.
«Το γεγονός ότι τόσα πολλά ζωύφια που αλληλεπιδρούν με τον άνθρωπο, είτε ως παθογόνα είτε ως προβιοτικά ή στα μικροβιώματά μας ή που εμπλέκονται σε ζύμωση ανθρώπινων προϊόντων, είναι ηλεκτρογόνα – αυτό μας είχε διαφύγει πριν», δήλωσε ο Dan Portnoy, καθηγητής Μοριακής και κυτταρικής βιολογίας του UB Berkeley και της φυτικής και μικροβιακής βιολογίας. «Θα μπορούσε να μας πει πολλά για το πώς αυτά τα βακτήρια μας μολύνουν ή θα μας βοηθήσουν να έχουμε ένα υγιές έντερο».
Η ανακάλυψη θα είναι καλή είδηση για όσους προσπαθούν αυτή τη στιγμή να δημιουργήσουν ζωντανές μπαταρίες από μικρόβια. Τέτοιες «πράσινες» βιοενέργειες θα μπορούσαν, για παράδειγμα, να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια από βακτήρια στις μονάδες επεξεργασίας αποβλήτων.
Αναπνέουν μέταλλο
Τα βακτήρια παράγουν ηλεκτρική ενέργεια για τον ίδιο λόγο που αναπνέουμε οξυγόνο: για να αφαιρέσουμε τα ηλεκτρόνια που παράγονται κατά τη διάρκεια του μεταβολισμού και να υποστηρίξουμε την παραγωγή ενέργειας.
Ενώ τα ζώα και τα φυτά μεταφέρουν τα ηλεκτρόνια τους στο οξυγόνο μέσα στα μιτοχόνδρια κάθε κυττάρου, τα βακτήρια σε περιβάλλοντα χωρίς οξυγόνο – συμπεριλαμβανομένου του εντέρου μας, αλλά και κάδους ζύμωσης αλκοόλ και τυριών και όξινα ορυχεία – πρέπει να βρουν έναν άλλο δέκτη ηλεκτρονίων. Σε γεωλογικά περιβάλλοντα, που ήταν συχνά ορυκτό – σίδηρος ή μαγγάνιο, για παράδειγμα – έξω από το κύτταρο. Κατά μία έννοια, αυτά τα βακτήρια «αναπνέουν» σίδηρο ή μαγγάνιο.
Η μεταφορά ηλεκτρονίων έξω από το κύτταρο σε ένα ορυκτό απαιτεί μια σειρά από ειδικές χημικές αντιδράσεις, τη λεγόμενη εξωκυτταρική αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων, η οποία μεταφέρει τα ηλεκτρόνια ως ένα μικροσκοπικό ηλεκτρικό ρεύμα.
Μερικοί επιστήμονες χτύπησαν αυτήν την αλυσίδα για να φτιάξουν μια μπαταρία: κολλήστε ένα ηλεκτρόδιο σε μια φιάλη αυτών των βακτηρίων και μπορείτε να παράγετε ηλεκτρική ενέργεια.
Το πρόσφατα ανακαλυφθέν εξωκυτταρικό σύστημα μεταφοράς ηλεκτρονίων είναι στην πραγματικότητα απλούστερο από την ήδη γνωστή αλυσίδα μεταφοράς και φαίνεται να χρησιμοποιείται από βακτήρια μόνο όταν είναι απαραίτητο, ίσως όταν τα επίπεδα οξυγόνου είναι χαμηλά.
Μέχρι στιγμής, αυτή η απλούστερη αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων έχει βρεθεί σε βακτήρια με ένα μόνο κυτταρικό τοίχωμα -μικρόβια ταξινομημένα ως θετικά κατά gram βακτήρια-που ζουν σε περιβάλλον με πολλή φλαβίνη, τα οποία είναι παράγωγα της βιταμίνης Β2.
Οι συγγραφείς της έρευνας έχουν πολλές περισσότερες ερωτήσεις σχετικά με το πώς και γιατί αυτά τα βακτήρια ανέπτυξαν ένα τόσο μοναδικό σύστημα.
«Αυτό είναι ένα ολόκληρο μεγάλο μέρος της φυσιολογίας των βακτηρίων που οι άνθρωποι δεν συνειδητοποιούσαν ότι υπήρχε και που θα μπορούσε ενδεχομένως να χειριστούν», είπαν.
