Живи кабели на морското дъно/ Live wires under the sea

Отделните клетки в живия кабел, оцветен в синьо, са свързани с електропроводими нишки, които минават под повърхността на клетката (вляво). В колона от седимента на морското дъно кабелите се виждат с просто око и свързват горния богат на кислород червен слой и дълбокия богат на сулфиди черен слой (вдясно)./ The individual cells in the blue filaments are connected by electricity conducting cables visible as ridges just below the surface of the cell (left). In a column of sediment. the bacterial cables are visible as thin strands connecting the oxygen-rich red layer of the marine sediment and the deep oxygen-free, but sulife-rich layer below (right). Image Credit: Mingdong Dong, Jie Song and Nils Risgaard-Petersen

Обикновено си представяме бактериите като изолирани едноклетъчни, но вече има доказателства, че тези организми живеят в сложни общества, които използват химически сигнали за да се синхронизират със съседите си. В нов вид бактерии, открити в седимента в залива Аархус в Дания, отделни клетки се свързват една с друга чрез нишки, които минават по цялото им протежение. Тези нишки са електрически проводници изолирани от двойната мембрана на бактериите, така че веригата свързани клетки се превръща в жив електрически кабел. Учените в групата на Професор Ларс Петер Нилсен в Университета Аархус са открили два вида кабели, единият с 15 електропроводими нишки и широк 0.4 микрона, и друг - със 17 нишки широк 0.7 микрона. Нишките свързват бактериите през няколко сантиметра от седимента, и по този начин правят цяла мрежа от кабели на морското дъно, която може да се види с просто око. Тъй като всяка клетка е дълга само 1 микрон, видимите кабели, които са дълги 1 см са всъщност верига от 100 000 свързани клетки. Бактериите са нов вид от семейство Desulfobulbaceae и в статия наскоро публикувана в Nature авторите излагат хипотезата, че бактериите в кабела произвеждат електричество докато се хранят със сулфиди в седимента. За да е възможно това обаче, бактериите трябва да имат достъп до кислород, който липсва напълно от дълбоките, богати на сулфиди слоеве на морското дъно. Изглежда функцията на кабела е да служи като мост, който провежда електроните направени при консумирането на сулфиди от клетки в дълбоката част на седимента до клетки на повърхността, които правят вода от кислород и по този начин затварят електрическата верига.


We often think of bacteria as isolated single cells, but scientists now know that these organisms form complex communities which use chemical signals to get synchronysed to their neighbours. In a new bacterial species discovered in the sediment of Aarhus Bay in Denmark, individual cells connect to each other by ridges that run along the cell's length, and transmit electricity insulated by the bacterial double membrane, essentially making the chain of bacteria a functional cable. The researchers in Prof. Lars Peter Nielsen's group at Aarhus University discovered two types of bacterial filaments, containing 15 electricity-conducting 0.4 micron-wide ridges and another, containing 17 ridges and 0.7 micron wide. Chains of individual bacteria stack on top of each other across several centimeters of the sediment essentially forming a network of electrical cables that can be seen with the naked eye. To put this in perspective, each cell is only 1 micron long, so a cm-long filament is actually a cable made up of 100 000 bacteria docked onto each other. The bacteria are a new member of the Desulfobulbaceae family and in the report recently published in Nature the authors hypothesise that the cells in the filament work together to use sulfides in the sediment as food. To do this however, the bacteria need access to oxygen which is completely absent from the sulfide-rich sediment layer. The cables seem to bridge this oxygen gap by transporting the electrons made by the sulfide-eating cells buried in the deep sediment to cells in the surface oxygen-rich layer which make water from oxygen, completing the electric circuit.