Im Bundesstaat New York beginnt der Oneida Lake Mangan zu sammeln, wenn der Schnee schmilzt. In Verbindung mit Luftsauerstoff entsteht Manganoxid, das im Seeboden versinkt. Wie Corey S. Powell für die Populärwissenschaft berichtet, fanden die Wissenschaftler die Verbindung jedoch nicht in den von ihnen erwarteten Mengen, und das Geheimnis des fehlenden Manganoxids ließ den Mikrobiologen Kenneth Nealson nach einer Mikrobe suchen, die eigentlich nicht funktionieren sollte gibt es nicht
Es dauerte ein paar Jahre, aber er fand es - Shewanella oneidensis, ein Bakterium, das von einem giftigen Schwermetall, Mangan, lebt.
Powell schreibt genau, warum Shewanella so seltsam ist:
Für die meisten lebenden, luftatmenden Kreaturen sagt Nealson: „Die Glukose, die wir essen, liefert die Elektronen, der Sauerstoff, den wir atmen, nimmt die Elektronen auf und dieser Elektronenfluss ist das, was unseren Körper antreibt.“ Das ist der Grundstoffwechsel. Die Herausforderung für jeden Organismus besteht darin, sowohl Elektronenquellen als auch Orte zu finden, an denen sie verworfen werden können, um den Kreislauf zu vervollständigen. Shewanella verbraucht Elektronen aus Kohlenhydraten, wirft sie aber auf ungewöhnliche Weise ab: „Sie schwimmt auf das Metalloxid zu und atmet es ein.“, Sagt Nealson. „Wir nennen das‚ atmende Steine '. "
Das Bakterium wächst spezielle Drähte aus seiner Membran, die Elektronen aus dem Inneren der Zelle transportieren und sie auf dem Schwermetall ablegen. Maganoxid wirkt, aber auch andere Schwermetalle wie Blei. Andere Entdeckungen deckten Bakterien auf, die das Gegenteil bewirken - sie fangen Elektronen aus Metall und Mineralien ab. Der Elektronenaustausch vervollständigt diese Schaltung. Das Ergebnis ist ein Leben, das Strom frisst und atmet.
Moh El-Naggar, ein weiterer Forscher am USC, hat Videos produziert, die diese Bakterien in Aktion zeigen und diese drahtähnlichen Sonden züchten.
Als Nealson 1988 seine Erkenntnisse über Shewanella veröffentlichte, widersprach es lang gehegten Annahmen über die Biologie, um Rebecca Fairley Raneys Profil von Nealson auf AAAS.org zu paraphrasieren. Aber jetzt wissen wir, dass Shewanella und andere Mikroben wichtige Treiber für die Zyklen von Metallen auf der Erde sind.
Trotzdem wird es seltsamer. Eine Absolventin von Nealson, Annette Rowe, hat sechs neue Bakterienstämme aus dem Meeresboden gefunden, die überhaupt keine Kohlenstoffquelle benötigen, berichtet Powell. Sie können allein von Strom leben.
Alle Lebensstudien an den Extremen der Erde zeigen Wissenschaftlern, wie das Leben auf anderen Planeten aussehen könnte. Powell schreibt:
Das Sammeln von Elektronen und das Keimen von Nanodrähten sind Strategien zum Überleben, wenn nicht genügend Nahrung vorhanden ist, um viel zu wachsen und zu konkurrieren - gerade genug, um einem Organismus zu helfen, sich niederzulassen und die Flamme des Lebens anzuzünden. Solche Bedingungen sind in Tiefseesedimenten und weit unter der Erde verbreitet. Wenn Leben auf dem Mars und anderen Welten (Europa? Titan?) Existiert, besteht eine gute Chance, dass es sich auch in ressourcenbeschränkten Umgebungen weit unter der Oberfläche befindet.
Zukünftige Missionen zum Aufspüren von Lebensspuren auf anderen Planeten können die elektronenverschlingenden Bakterien berücksichtigen. Nealson weist darauf hin, dass es auf der Erde einen Gradienten des elektrischen Potentials im Boden gibt, der mit der Tiefe abnimmt. Je tiefer man kommt, desto mehr Elektronen stehen für die Nahrung zur Verfügung. Dort lebende Bakterien passen sich an, um Elektrizität zu fressen, und bauen so den Gradienten auf. Um dieses Lebenszeichen zu sehen, müssten alle zukünftigen Missionen Sonden in den Boden stecken und messen.
