Bakterioek superbotereak izan ditzakete. Batzuk ia edozein ingurunetan loratzen dira. Beste batzuek material toxikoak kalterik gabeko lohi bihur ditzakete. Shewanella oneidensis izeneko bakterioak biak egin ditzake. Baina mikrobio honek ere askoz ere superbotere arraroagoa du: elektrizitatea xurgatu eta ekoizten du. Izan ere, ikerketa berriek diotenez, bakterio hauek haize edo eguzki iturrietatik jasotako energia erabil dezakete ibilgailuak martxan jartzeko erregaiak eta gehiago egiteko.
«Nire ustez, organismo hauek elektrizitatea jaten dutela», dio Annette Rowe-k. . Ohioko Cincinnati Unibertsitateko mikrobiologoa da. Bere taldeak identifikatu berri du mikrobioak zein gene erabiltzen dituen elektrizitatea jateko.
Azaltzailea: elektrizitatea ulertzea
Electroiak negatiboki kargatutako partikulak dira. Horien korronte mugikor batek korronte elektrikoa sortzen du. Zientzialariek bazekiten Shewanella k elektroiak aurrera eta atzera mugi ditzakeela bere zelula horman zehar. Baina ez zekiten zehazki nola kontrolatzen zuten mikrobioek euren korrontea, Rowe-k dioenez.
«Elektroiak zelula sartu eta ateratzeko bidea hari bat bezalakoa da», dio Rowe-k. "Korrontea barrutik kanporantz igarotzen uzten du". Fluxua alderantzikatu, dio, eta "elektroiak zelulara eraman ditzakezu". Orduan, zelulak elektroi horiek erabil ditzake beste lan batzuk egiteko, adibidez, korrontea sortzeko. Edo energia gorde lezake gero erabiltzeko. Elektroi horiek gero erregaia egiteko erabil zitezkeen, zerenadibidea.
Rowek bazekien Shewanella ren "haria" zelularra geneek kontrolatu behar zutela. Baina zeintzuk?
Buz Barstow-ek lagundu ahal izan zuen. Cornell Unibertsitateko ingeniari biologikoa da. Ithacan dago, N.Y. Lehenago, bakterio honen ia 4.000 geneen zerrenda egin zuen. Zerrenda horretan gene horien mutazioak edo aldaketak ere sartzen ziren. Rowe-k mutante hauek probatu zituen Shewanella-ren "haria" zelularra osatzen zuten geneak aurkitzeko. Ikerketa berrirako, Rowe eta bere lankideek bakterio-taldeak probatu zituzten ezabatutako gene taldeekin. Haien helburua: ezabatutako geneek bakterioei elektroiak erakartzea ahalbidetzen dieten ikustea. Hauek zelularen "haria" egiten parte hartu zuten geneak ziren ziurrenik.
Hori ez zen lan erraza izan. "Benetan zaila zen elektroi-fluxua bilatzea" eta elektroien jarraipena egitea, dio. Baina denborarekin proba burutsu bat asmatu zuten. Mutatutako bakterio desberdinak metalezko film mehe batek estalitako beiraren gainean hazi zituzten. Ondoren, hari bat lotu zioten bakterioei. Haritik korronte elektrikoa bidaltzen zutenean, bakterioek zenbat xurgatzen edo gehitzen zuten neurtu ahal izan zuten. Elektroiak ez bazuten isurtzen, zientzialariek bazekiten ezabatutako geneak elektroien fluxurako beharrezkoak izan behar zirela.
Denborarekin, Shewanellak itxuraz elektroiak xurgatzeko erabiltzen dituen bost geneetan murrizten joan ziren. Gene bakoitzak zelulari nola esaten dioproteina bat egiteko. Proteina horietako batzuek elektroiak "hartu" eta zelulara eraman ditzakete. Beste batzuek prozesua gidatzen duten seinaleak bidal ditzakete zelularen barruan. Beste batzuek litekeena da zelulatik elektroiak kanporatzea.
Bioerregai bakterianoak
Zientzialariek mikrobio elektrikoak erabiltzeko modu asko ikusten dituzte. Bata bioerregaiak egitea izango litzateke. Hauek erregai fosiletatik bereizten dira, hala nola ikatza eta gas naturala. (Erregai fosilak karbono ugari dute antzinako izaki bizidunen usteldutako aztarnetatik.) Etanola, artotik edo azukre-kanaberaz egin daitekeena, gasolina estandarrari gehi daitekeen bioerregaia da. Dieselarekin funtzionatzen duten autoak beste bioerregai batekin ibiltzeko egokitu daitezke. Biodiesela deritzona, landare-olioz edo animalia-gantzez egindako erregaia da.
Bioerregaiek landare edo animalien hondakinen iturrietatik lortzen dute karbonoa. Egunen batean, bakterioen laguntzaz karbonoa ere lor dezaketela dio Rowek.
Teknikari honek bioerregaien lagin bat dauka, erregai fosilen alternatiba bat. Egunen batean bakterioek erregai berriztagarrien bolada berri bat askatzeko behar den energia edo karbonoa hornitzeko gai izan daitezke. Sue Barrt/Image Source/Getty Images PlusShewanella karbono dioxidotik karbono atomoak atera ditzaketen bakterioen artean dago. Bioerregai gisa erre daitezkeen beste molekula handiagoak sortzeko erabil dezakete. Eta irensten dituen elektroiek bultzatuta, Shewanella molekula hauek egiten jarraitu lezake, Rowe-k dioenez.
Zein gene jakitea.Elektroiak jatea bultzatzeak bioerregai berriak garatzen lagun diezaieke zientzialariei, dio Rowek. Are hobea litzateke bakterioak "elikatzen" dituzten elektroiak haizetik edo eguzki energiatik etortzea. Horrelako iturriek bioerregaiak sortzeko prozesua bultzatu dezakete aireari karbono dioxido berotzailea gehitu gabe.
Elad Noor ingurumen zientzialaria da. Weizmann Institute of Science-n egiten du lan. Rehovoten dago, Israel. Bertan, karbonoa "finkatzeko" modu berriak garatzen laguntzen ari da, hau da, karbono dioxidotik karbonoa ateratzen beste konposatu kimiko batzuk eraikitzeko. Bioerregaiak sortzeko bakterioak erabiltzea erakargarria da, bakterioak birsortu daitezkeelako eta karbonoa berriro erabiltzeko gai izan behar dutelako. Bakterioen energia kentzea ere berdea izango litzateke, gaineratu du. Azken finean, mikrobioek ez dute metal arriskutsurik behar, bateria arrunt batek egingo lukeen moduan.
Hala ere, izaki bizidunekin lan egitea zaila da, ohartarazi du. "Sistema biologikoak zailak dira aurreikusten", dio. "Badira energia biltegiratzeko moduak askoz eraginkorragoak direnak."
Rowe-ren taldeak Shewanella n aurkitu dituen geneak beste bakterio batzuetan ageri dira. Taldeak elektroiak gorde edo askatu ditzaketen beste batzuk bilatzeko asmoa du. Rowe-k Shewanella ren gaitasunak hobetzen ere saiatu nahi du, hauek "gehien ezagutzen ditugun organismoak direlako".