Untersuchungen legen nahe, dass ein natürliches Stromnetz tief im Erdinneren vielen Arten von Mikroben das Überleben ermöglicht

Um in einer Umgebung ohne Sauerstoff zu „atmen“, sind Bakterien im Boden unter unseren Füßen auf eine einzige Familie von Proteinen angewiesen, die überschüssige Elektronen (die beim „Verbrennen“ von Nährstoffen entstehen) auf elektrische Haare, sogenannte Nanodrähte, übertragen, die aus ihrer Oberfläche herausragen.

Diese Familie von Proteinen fungiert im Wesentlichen als Stecker, die diese Nanodrähte mit Strom versorgen, um ein natürliches elektrisches Netz tief im Inneren der Erde zu schaffen, das vielen Arten von Mikroben das Überleben und die Lebenserhaltung ermöglicht, sagten Co-Hauptautoren der neuen Studie, die in der veröffentlicht wurde Tagebuch Naturkommunikation

Zu den Forschern gehörten Nikhil Malvankar, außerordentlicher Professor der Abteilung für Molekulare Biophysik und Biochemie und des Mikrobiellen Wissenschaftsinstituts der Yale University, und Carlos Salgueiro, ordentlicher Professor an der NOVA School of Science and Technology in Lissabon (NOVA-FCT).

Malvankars Labor und Salgueiros Labor haben die Komponenten dieses mikrobiellen Stromnetzes eingehend untersucht. Es war jedoch unklar, wie Bakterien überschüssige Elektronen, die durch Stoffwechselaktivitäten erzeugt werden, in Nanodrähte übertragen können, die aus ihrer Oberfläche herausragen und sich mit Mineralien oder Nachbarn verbinden. Der Forscher fand heraus, dass viele Arten von Bodenbakterien auf eine einzige, weit verbreitete Familie von Cytochromen in ihrem Körper angewiesen sind, um Nanodrähte aufzuladen.

Das Verständnis der Details dieser Nanodrahtaufladung ist wichtig für die mögliche Entwicklung neuer Energiequellen und neuer Biomaterialien sowie deren Auswirkungen auf die Umwelt.

Malvankar und Salgueiro stellen fest, dass Mikroben 80 % des Methans im Ozean absorbieren, das einen großen Beitrag zur globalen Erwärmung leistet und vom Meeresboden ausgestoßen wird. Allerdings sind Mikroben auf der Erdoberfläche für 50 % der Methanemissionen in die Atmosphäre verantwortlich. Das Verständnis verschiedener Stoffwechselprozesse könnte dazu beitragen, die Methanemissionen zu verringern, sagten sie.