Բովանդակություն:

Խորհրդավոր բակտերիաներ, որոնք արտադրում են էլեկտրական լարեր
Խորհրդավոր բակտերիաներ, որոնք արտադրում են էլեկտրական լարեր

Video: Խորհրդավոր բակտերիաներ, որոնք արտադրում են էլեկտրական լարեր

Video: Խորհրդավոր բակտերիաներ, որոնք արտադրում են էլեկտրական լարեր
Video: Ինչպե՞ս հաղթահարել սթրեսը․ 10 խորհուրդ 2024, Երթ
Anonim

Լարս Պիտեր Նիլսենի համար ամեն ինչ սկսվեց ջրածնի սուլֆիդի խորհրդավոր անհետացումից: Մանրէաբանը Դանիայի Օրհուս նավահանգստի հատակից հավաքեց սև, գարշահոտ ցեխը, այն նետեց մեծ ապակե բաժակների մեջ և տեղադրեց հատուկ միկրոսենսորներ, որոնք հայտնաբերեցին ցեխի քիմիական կազմի փոփոխությունները:

Փորձի սկզբում բաղադրությունը հագեցած էր ջրածնի սուլֆիդով` նստվածքի հոտի և գույնի աղբյուր: Սակայն 30 օր անց կեղտի մեկ շերտը գունատվեց, ինչը վկայում է ջրածնի սուլֆիդի կորստի մասին: Ի վերջո, միկրոսենսորները ցույց տվեցին, որ ամբողջ կապը վերացել է: Հաշվի առնելով այն, ինչ գիտեին գիտնականները ցեխի կենսաերկրաքիմիայի մասին, հիշում է Նիլսենը Օրհուսի համալսարանից, «դա ընդհանրապես իմաստ չուներ»:

Առաջին բացատրությունը, նրա խոսքով, այն էր, որ սենսորները սխալ էին: Սակայն պատճառը շատ ավելի տարօրինակ է. բջիջները միացնող բակտերիաները էլեկտրական մալուխներ են ստեղծում, որոնք կարող են կեղտի միջով հոսանք անցկացնել մինչև 5 սանտիմետր:

Մանրէների մեջ նախկինում երբեք չտեսնված ադապտացիան թույլ է տալիս այս, այսպես կոչված, մալուխային բակտերիաներին հաղթահարել ցեխի մեջ ապրող շատ օրգանիզմների հիմնական խնդիրը՝ թթվածնի պակասը: Դրա բացակայությունը սովորաբար խանգարում է բակտերիաներին սննդի համար մետաբոլիզացնող միացություններից, ինչպիսիք են ջրածնի սուլֆիդը: Սակայն մալուխները, կապելով մանրէներին թթվածնով հարուստ հանքավայրերին, թույլ են տալիս նրանց արձագանքել մեծ հեռավորությունների վրա:

Երբ Նիլսենն առաջին անգամ նկարագրեց հայտնագործությունը 2009 թվականին, նրա գործընկերները թերահավատորեն էին վերաբերվում: Անտվերպենի համալսարանի քիմիական ինժեներ Ֆիլիպ Մայսմանը հիշում է, որ մտածում էր. «Սա կատարյալ անհեթեթություն է»: Այո, հետազոտողները գիտեին, որ բակտերիաները կարող են էլեկտրական հոսանք փոխանցել, բայց ոչ Նիլսենի առաջարկած հեռավորությունների վրա: «Կարծես թե մեր սեփական նյութափոխանակության գործընթացները կարող են ազդել 18 կիլոմետր հեռավորության վրա», - ասում է մանրէաբան Անդրեաս Տեսկեն Հյուսիսային Կարոլինայի համալսարանից Չապել Հիլլում:

Բայց որքան շատ հետազոտողները փնտրում էին «էլեկտրականացված» ցեխ, այնքան ավելի շատ էին այն գտնում ինչպես աղի, այնպես էլ քաղցրահամ ջրի մեջ: Նրանք նաև հայտնաբերել են կեղտը սիրող էլեկտրական միկրոբի երկրորդ տեսակը՝ նանոհաղորդալար բակտերիաներ, առանձին բջիջներ, որոնք աճեցնում են սպիտակուցային կառուցվածքներ, որոնք կարող են էլեկտրոններ տեղափոխել ավելի կարճ հեռավորությունների վրա:

Այս նանոլարային մանրէները հանդիպում են ամենուր, այդ թվում՝ մարդու բերանում:

Image
Image

Բացահայտումները ստիպում են հետազոտողներին վերաշարադրել դասագրքերը. վերանայել ցեխի բակտերիաների դերը հիմնական տարրերի մշակման մեջ, ինչպիսիք են ածխածինը, ազոտը և ֆոսֆորը. և վերանայել, թե ինչպես են դրանք ազդում ջրային էկոհամակարգերի և կլիմայի փոփոխության վրա:

Գիտնականները նաև գործնական կիրառումներ են փնտրում՝ ուսումնասիրելով մալուխներ և նանոլարեր պարունակող բակտերիաների ներուժը՝ աղտոտվածության դեմ պայքարելու և էլեկտրոնային սարքերի սնուցման համար: «Մենք շատ ավելի շատ փոխազդեցություններ ենք տեսնում միկրոբների և էլեկտրական էներգիա օգտագործող միկրոբների միջև», - ասում է Մեյսմանը: «Ես դա անվանում եմ էլեկտրական կենսոլորտ»:

Բջիջների մեծ մասը բարգավաճում է` վերցնելով էլեկտրոններ մեկ մոլեկուլից, մի գործընթաց, որը կոչվում է օքսիդացում, և դրանք փոխանցելով մեկ այլ մոլեկուլի, սովորաբար թթվածին, որը կոչվում է վերականգնում: Այս ռեակցիաներից ստացված էներգիան ղեկավարում է կյանքի այլ գործընթացները: Էուկարիոտիկ բջիջներում, ներառյալ մերը, նման «ռեդոքս» ռեակցիաները տեղի են ունենում միտոքոնդրիաների ներքին թաղանթի վրա, և նրանց միջև հեռավորությունները փոքր են՝ ընդամենը միկրոմետրեր: Ահա թե ինչու շատ հետազոտողներ թերահավատորեն էին վերաբերվում Նիլսենի այն պնդումին, որ մալուխային բակտերիաները էլեկտրոնները տեղափոխում են գոլֆի գնդակի չափ կեղտի շերտի միջով:

Սա ապացուցելու բանալին էր անհետացող ջրածնի սուլֆիդը: Բակտերիաները ցեխի մեջ միացություն են ստեղծում՝ քայքայելով բույսերի մնացորդները և այլ օրգանական նյութեր. ավելի խորը հանքավայրերում ջրածնի սուլֆիդը կուտակվում է թթվածնի պակասի պատճառով, որն օգնում է մյուս բակտերիաներին այն քայքայել: Այնուամենայնիվ, ջրածնի սուլֆիդը դեռևս անհետացել է Nielsen-ի բաժակներում։ Ավելին, կեղտի մակերեսին առաջացել է ժանգոտ երանգ, որը վկայում է երկաթի օքսիդի առաջացման մասին։

Մի գիշեր արթնանալով՝ Նիլսենը տարօրինակ բացատրություն տվեց. իսկ եթե ցեխի մեջ թաղված բակտերիաներն ավարտեն ռեդոքս ռեակցիան՝ ինչ-որ կերպ շրջանցելով թթվածնով աղքատ շերտերը: Ի՞նչ կլիներ, եթե փոխարենը նրանք օգտագործեին ջրածնի սուլֆիդի առատ պաշարը որպես էլեկտրոնների դոնոր, իսկ հետո էլեկտրոնները տեղափոխեին դեպի թթվածնով հարուստ մակերես: Այնտեղ, օքսիդացման գործընթացում, երկաթի առկայության դեպքում առաջանում է ժանգ։

Դժվար է գտնել, թե ինչն է կրում այս էլեկտրոնները: Նախ, Niels Riesgaard-Petersen-ը Nielsen-ի թիմից ստիպված էր բացառել ավելի պարզ հնարավորությունը. մետաղական մասնիկները նստվածքում էլեկտրոններ են տեղափոխում մակերես և առաջացնում օքսիդացում: Նա դա արեց՝ կեղտի սյան մեջ տեղադրելով ապակե ուլունքների շերտ, որոնք էլեկտրականություն չեն փոխանցում: Չնայած այս խոչընդոտին, հետազոտողները դեռևս հայտնաբերել են ցեխի միջով շարժվող էլեկտրական հոսանք, ինչը ենթադրում է, որ մետաղի մասնիկները հաղորդիչ չեն:

Տեսնելու համար, թե արդյոք մալուխը կամ մետաղալարը կրում է էլեկտրոններ, հետազոտողները այնուհետև վոլֆրամի մետաղալարով ցեխի սյունակի միջով հորիզոնական կտրվածք են արել: Հոսանքը դուրս եկավ, կարծես լարը կտրված լիներ։ Մյուս աշխատանքները նեղացրել են հաղորդիչի չափը՝ ենթադրելով, որ այն պետք է լինի առնվազն 1 միկրոմետր տրամագծով: «Սա բակտերիաների նորմալ չափն է», - ասում է Նիլսենը:

Image
Image

Ի վերջո, էլեկտրոնային միկրոգրաֆիկները բացահայտեցին հավանական թեկնածու. երկար, բարակ բակտերիալ մանրաթելեր, որոնք հայտնվել էին Օրհուս նավահանգստից ցեխով լցված բաժակների մեջ տեղադրված ապակե ուլունքների շերտում: Յուրաքանչյուր թել բաղկացած էր բջիջների մի կույտից՝ մինչև 2000-ը, որոնք փակված էին շերտավոր արտաքին թաղանթով: Այս թաղանթի և իրար վրա դրված բջիջների միջև ընկած տարածության մեջ զուգահեռ «լարերի» բազմությունը ձգում էր թելը ամբողջ երկարությամբ։ Մալուխի տեսքը ոգեշնչել է միկրոբի ընդհանուր անվանումը:

Նախկին թերահավատ Մեյսմանը արագ դարձի եկավ: Իր հայտնագործության մասին Նիլսենը հայտարարելուց անմիջապես հետո, Մայսմանը որոշեց հետաքննել ծովային ցեխի սեփական նմուշներից մեկը: «Ես նկատեցի նույն գույնի փոփոխությունները նստվածքում, որը նա տեսավ», - հիշում է Մեյսմանը: «Մայր բնության հրահանգն էր ավելի լուրջ վերաբերվել դրան»:

Նրա թիմը սկսեց մշակել մանրէաբանական հետազոտության գործիքներ և մեթոդներ՝ երբեմն աշխատելով Նիլսենի խմբի հետ համատեղ: Դժվար էր գնալ: Բակտերիալ թելերը հակված են արագորեն քայքայվել մեկուսացումից հետո, և փոքր հաղորդիչներում հոսանքները չափելու ստանդարտ էլեկտրոդները չեն գործում: Բայց երբ հետազոտողները սովորեցին ընտրել մեկ շղթա և արագ միացնել առանձին էլեկտրոդ, «մենք տեսանք իսկապես բարձր հաղորդունակություն», - ասում է Մեյսմանը: Էլեկտրական մալուխները չեն կարող մրցել պղնձե լարերի հետ, ասաց նա, բայց դրանք համապատասխանում են արևային մարտկոցների և բջջային հեռախոսների էկրաններում օգտագործվող հաղորդիչներին, ինչպես նաև լավագույն օրգանական կիսահաղորդիչներին:

Հետազոտողները նաև վերլուծել են մալուխի բակտերիաների անատոմիան: Քիմիական լոգանքների օգնությամբ նրանք մեկուսացրեցին գլանաձև պատյանը՝ պարզելով, որ այն պարունակում է 17-ից 60 զուգահեռ մանրաթելեր, որոնք սոսնձված են ներսում։ Մեյսմանը և նրա գործընկերները անցյալ տարի «Nature Communications»-ում հայտնել են, որ կեղևը փոխանցման աղբյուրն է: Նրա ճշգրիտ բաղադրությունը դեռևս հայտնի չէ, բայց այն կարող է հիմնված լինել սպիտակուցի վրա:

«Դա բարդ օրգանիզմ է», - ասում է Նիլսենը, ով այժմ ղեկավարում է Էլեկտրական մանրէաբանության կենտրոնը, որը ստեղծվել է 2017 թվականին Դանիայի կառավարության կողմից: Կենտրոնի լուծվող խնդիրներից է մանրէների զանգվածային արտադրությունը մշակույթի մեջ։ «Եթե մենք ունենայինք մաքուր մշակույթ, շատ ավելի հեշտ կլիներ» ստուգել գաղափարները բջջային նյութափոխանակության և հաղորդունակության վրա շրջակա միջավայրի ազդեցության մասին, ասում է կենտրոնից Անդրեաս Շրամը: Աճեցված բակտերիաները նաև կհեշտացնեն մալուխային լարերի մեկուսացումը և կենսավերականգնման և կենսատեխնոլոգիայի հնարավոր կիրառությունների փորձարկումը:

Մինչ հետազոտողները տարակուսում են մալուխի բակտերիաների շուրջ, մյուսները դիտարկում են էլեկտրական ցեխի մեկ այլ կարևոր դերակատար՝ նանոլարերի վրա հիմնված բակտերիաներ, որոնք բջիջները մալուխների մեջ ծալելու փոխարեն, յուրաքանչյուր բջջից 20-50 նմ երկարությամբ սպիտակուցային լարեր են աճեցնում:

Ինչպես մալուխային բակտերիաների դեպքում, հանքավայրերի առեղծվածային քիմիական բաղադրությունը հանգեցրեց նանոլարային մանրէների հայտնաբերմանը: 1987 թվականին մանրէաբան Դերեկ Լովլին, այժմ Մասաչուսեթսի Ամհերսթի համալսարանում, փորձեց հասկանալ, թե ինչպես է պարարտանյութի կեղտաջրերից ստացված ֆոսֆատը՝ սննդանյութ, որը նպաստում է ջրիմուռների ծաղկմանը, ազատվում է նստվածքից Վաշինգտոնում գտնվող Պոտոմակ գետի տակ: աշխատեց և սկսեց մաքրել դրանք կեղտից: Այն աճեցնելուց հետո, որն այժմ կոչվում է Geobacter Metallireducens, նա նկատեց (էլեկտրոնային մանրադիտակի տակ), որ բակտերիաները կապեր են զարգացրել մոտակա երկաթի հանքանյութերի հետ: Նա կասկածեց, որ էլեկտրոնները տեղափոխվում են այս լարերի երկայնքով, և ի վերջո պարզեց, որ Geobacter-ը կազմակերպել է քիմիական ռեակցիաներ ցեխի մեջ՝ օքսիդացնելով օրգանական միացությունները և էլեկտրոնները փոխանցելով հանքանյութերին: Այս նվազեցված հանքանյութերը այնուհետև ազատում են ֆոսֆոր և այլ տարրեր:

Նիլսենի պես, Լավլին բախվեց թերահավատության, երբ առաջին անգամ նկարագրեց իր էլեկտրական մանրէը: Այսօր, սակայն, նա և մյուսները գրանցել են նանոլարային մանրէների գրեթե մեկ տասնյակ տեսակներ՝ դրանք գտնելով կեղտից բացի այլ միջավայրերում: Շատերը էլեկտրոններ են տեղափոխում նստվածքի մասնիկներին և հետից: Սակայն ոմանք ապավինում են այլ մանրէների՝ էլեկտրոններ ստանալու կամ պահելու համար: Այս կենսաբանական համագործակցությունը երկու մանրէներին էլ թույլ է տալիս «ներգրավվել նոր տեսակի քիմիայի մեջ, որը ոչ մի օրգանիզմ չի կարող միայնակ անել», - ասում է Կալիֆորնիայի տեխնոլոգիական ինստիտուտի աշխարհակենսաբան Վիկտորյա Օրֆանը: Թեև մալուխային բակտերիաները լուծում են իրենց ռեդոքսի կարիքները՝ երկար տարածություններով տեղափոխվելով թթվածնով հագեցած ցեխի մեջ, այդ մանրէները կախված են միմյանց նյութափոխանակությունից՝ բավարարելու իրենց ռեդոքսի կարիքները:

Որոշ հետազոտողներ դեռևս վիճում են, թե ինչպես են բակտերիալ նանոլարերը փոխանցում էլեկտրոնները:Լովլին և նրա գործընկերները համոզված են, որ հիմնականը պիլիններ կոչվող սպիտակուցների շղթաներն են, որոնք կազմված են շրջանաձև ամինաթթուներից: Երբ նա և իր գործընկերները նվազեցրին օղակաձև ամինաթթուների քանակը պիլինում, նանոլարերը դարձան ավելի քիչ հաղորդունակ: «Դա իսկապես զարմանալի էր», - ասում է Լավլին, քանի որ ընդհանուր առմամբ ընդունված է, որ սպիտակուցները մեկուսիչ են: Սակայն մյուսները կարծում են, որ այս հարցը հեռու է լուծվելուց։ Orphan-ը, օրինակ, ասում է, որ թեև «կան ճնշող ապացույցներ… ես դեռ չեմ կարծում, որ [նանոլարի անցկացումը] լավ հասկացված է»:

Պարզ է, որ էլեկտրական բակտերիաները ամենուր են: Օրինակ՝ 2014 թվականին գիտնականները մալուխային բակտերիաներ հայտնաբերեցին Հյուսիսային ծովի երեք տարբեր բնակավայրերում՝ մակընթացային աղի ճահիճում, ծովի հատակի ավազանում, որտեղ թթվածնի մակարդակը որոշ եղանակներին գրեթե զրոյական է դառնում, և ծովի մոտ ողողված ցեխոտ հարթավայրում։ …. ափ. (Նրանք չեն գտել դրանք մի ավազոտ տարածքում, որտեղ բնակեցված են որդերը, որոնք կուտակում են նստվածքները և խանգարում մալուխներին:) Ուրիշ տեղերում հետազոտողները հայտնաբերել են մալուխային բակտերիաների ԴՆԹ ապացույցներ խորը, թթվածնով աղքատ օվկիանոսի ավազաններում, տաք աղբյուրների տարածքներում և ցուրտ պայմաններում: արտահոսքեր, և մանգրոզներ և մակընթացային ափեր ինչպես բարեխառն, այնպես էլ մերձարևադարձային շրջաններում:

Մալուխային բակտերիաները հանդիպում են նաև քաղցրահամ ջրերում:2010 և 2012 թվականներին Nielsen-ի հոդվածները կարդալուց հետո միկրոբիոլոգ Ռայներ Մեքենստոքի գլխավորած խումբը վերստին ուսումնասիրեց նստվածքային միջուկները, որոնք հորատվել էին Գերմանիայի Դյուսելդորֆ քաղաքում ստորերկրյա ջրերի աղտոտման հետազոտության ժամանակ: «Մենք գտանք [մալուխային բակտերիաները] հենց այնտեղ, որտեղ կարծում էինք, որ դրանք կգտնենք», - հիշում է Մեկենստոկը, ով աշխատում է Դույսբուրգ-Էսսենի համալսարանում:

Նանոլար բակտերիաներն էլ ավելի են տարածված։ Հետազոտողները դրանք հայտնաբերել են հողերում, բրնձի դաշտերում, խորը աղիքներում և նույնիսկ կեղտաջրերի մաքրման կայաններում, ինչպես նաև քաղցրահամ և ծովային նստվածքներում: Նրանք կարող են գոյություն ունենալ ամենուր, որտեղ ձևավորվում են բիոֆիլմեր, և բիոֆիլմերի ամենուր տարածվածությունը ևս մեկ ապացույց է այն մեծ դերի, որ այդ բակտերիաները կարող են խաղալ բնության մեջ:

Էլեկտրական նստվածքային բակտերիաների բազմազանությունը նաև հուշում է, որ դրանք կարևոր դեր են խաղում էկոհամակարգերում: Օրինակ՝ կանխելով ջրածնի սուլֆիդի կուտակումը, մալուխային բակտերիաները, հավանաբար, կեղտը դարձնում են ավելի բնակելի կյանքի այլ ձևերի համար: Meckenstock-ը, Nielsen-ը և այլոք դրանք գտել են ծովախոտի և ջրային այլ բույսերի արմատների վրա կամ մոտ, որոնք թթվածին են թողարկում, որը մանրէները հավանաբար օգտագործում են ջրածնի սուլֆիդը քայքայելու համար: Սա, իր հերթին, պաշտպանում է բույսերը թունավոր գազից։ Համագործակցությունը «թվում է, թե շատ բնորոշ է ջրային բույսերին», - ասաց Մեքենստոկը:

Սթոնի Բրուքի համալսարանի ծովային կենսաերկրաքիմիկոս Ռոբերտ Ալլերը կարծում է, որ բակտերիաները կարող են նաև օգնել շատ ստորջրյա անողնաշարավորների, ներառյալ որդերը, որոնք փոսեր են կառուցում, որոնք թույլ են տալիս թթվածնով լցված ջուրը մտնել ցեխի մեջ: Նա հայտնաբերեց մալուխային բակտերիաներ, որոնք կպչում էին ճիճու խողովակների կողքերը, հավանաբար, որպեսզի նրանք կարողանան օգտագործել այս թթվածինը էլեկտրոնները պահելու համար: Իր հերթին այս որդերը պաշտպանված են թունավոր ջրածնի սուլֆիդից։ «Բակտերիաները [փոսը] դարձնում են ավելի ապրելու համար», - ասում է Ալլերը, ով նկարագրել է կապերը 2019 թվականի հուլիսի Science Advances-ի հոդվածում:

Մանրէները նաև փոխում են կեղտի հատկությունները, ասում է Սաիրա Մալկինը՝ Մերիլենդի համալսարանի բնապահպանական գիտությունների կենտրոնի էկոլոգը: «Նրանք հատկապես արդյունավետ են… էկոհամակարգի ինժեներները»: Նա ասում է, որ մալուխային բակտերիաները «աճում են վայրի հրդեհի պես». Նա պարզել է, որ մակընթացային ոստրեի ժայռերի վրա մեկ խորանարդ սանտիմետր ցեխը կարող է պարունակել 2859 մետր մալուխներ, որոնք ցեմենտավորում են մասնիկները տեղում՝ հնարավոր դարձնելով նստվածքն ավելի դիմացկուն ծովային օրգանիզմների նկատմամբ:

Մալկինը պարզել է, որ մանրէները նաև փոխում են կեղտի քիմիական կազմը՝ մակերեսին ավելի մոտ գտնվող շերտերը դարձնելով ավելի ալկալային, իսկ խորը շերտերը՝ ավելի թթվային: Նման pH գրադիենտները կարող են ազդել «բազմաթիվ երկրաքիմիական ցիկլերի վրա», ներառյալ մկնդեղի, մանգանի և երկաթի հետ կապված ցիկլերը, ասաց նա՝ հնարավորություններ ստեղծելով այլ միկրոբների համար:

Քանի որ մոլորակի հսկայական տարածքները ծածկված են ցեխով, հետազոտողները ասում են, որ մալուխների և նանոլարերի հետ կապված բակտերիաները, ամենայն հավանականությամբ, ազդեցություն կունենան գլոբալ կլիմայի վրա: Նանոլար բակտերիաները, օրինակ, կարող են էլեկտրոններ վերցնել օրգանական նյութերից, ինչպիսիք են մեռած դիատոմները, այնուհետև դրանք փոխանցել այլ բակտերիաների, որոնք արտադրում են մեթան՝ հզոր ջերմոցային գազ: Տարբեր հանգամանքներում մալուխային բակտերիաները կարող են նվազեցնել մեթանի արտադրությունը:

Մոտակա տարիներին «մենք ականատես կլինենք կենսոլորտի համար այս մանրէների կարևորության լայն ճանաչմանը», - ասում է Մալկինը: Մի փոքր ավելի քան տասը տարի անց Նիլսենը նկատեց Օրհուսի ցեխից ջրածնի սուլֆիդի առեղծվածային անհետացումը, նա ասում է. «Գլխապտույտ է մտածել, թե ինչի հետ գործ ունենք այստեղ»:

Հաջորդը. Հեռախոս, որը սնուցվում է մանրէաբանական լարերով:

Էլեկտրական մանրէների առաջամարտիկները արագ մտածեցին, թե ինչպես օգտագործել այդ բակտերիաները:«Այժմ, երբ մենք գիտենք, որ էվոլյուցիան կարողացել է ստեղծել էլեկտրական լարեր, ամոթ կլիներ, եթե մենք չօգտագործեինք դրանք», - ասում է Օրհուսի համալսարանի միկրոկենսաբան Լարս Պետեր Նիլսենը:

Հնարավոր կիրառություններից մեկը աղտոտիչների հայտնաբերումն ու վերահսկումն է: Թվում է, թե մալուխային մանրէները զարգանում են օրգանական միացությունների առկայության դեպքում, ինչպիսին նավթն է, և Նիլսենը և նրա թիմը փորձարկում են այն հնարավորությունը, որ մալուխային բակտերիաների առատությունը ազդարարում է ջրատար հորիզոններում չբացահայտված աղտոտման առկայության մասին: Բակտերիաները ուղղակիորեն չեն քայքայում յուղը, բայց նրանք կարող են օքսիդացնել այլ յուղոտ բակտերիաների կողմից արտադրված սուլֆիդը: Նրանք կարող են նաև օգնել մաքրմանը. անձրևներն ավելի արագ են վերականգնվում հում նավթի աղտոտումից, երբ այն գաղութացվում է մալուխային բակտերիաներով, հաղորդում է մեկ այլ հետազոտական խումբ հունվարին Water Research ամսագրում: Իսպանիայում երրորդ թիմը հետաքննում է, թե արդյոք նանոհաղորդալար բակտերիաները կարող են արագացնել աղտոտված խոնավ տարածքների մաքրումը: Եվ նույնիսկ նախքան նանոլարերի վրա հիմնված բակտերիաները էլեկտրական լինելը, նրանք խոստանում էին վնասազերծել միջուկային թափոնները և ջրատար հորիզոնները, որոնք աղտոտված էին անուշաբույր ածխաջրածիններով, ինչպիսիք են բենզոլը կամ նաֆթալինը:

Էլեկտրական բակտերիաները կարող են նաև առաջացնել նոր տեխնոլոգիաներ։ Դրանք կարող են գենետիկորեն ձևափոխվել՝ փոխելու իրենց նանոլարերը, որոնք այնուհետև կարող են կտրվել՝ ստեղծելով կրելու համար նախատեսված զգայուն սենսորների ողնաշարը, ըստ Ամհերսթի Մասաչուսեթսի համալսարանի (UMass) միկրոբիոլոգ Դերեկ Լովլիի: «Մենք կարող ենք նախագծել նանոլարեր և հարմարեցնել դրանք, որպեսզի հատուկ կապակցեն հետաքրքրություն ներկայացնող միացությունները»: Օրինակ, Nano Research-ի մայիսի 11-ի Lovely համարում, UMass-ի ինժեներ Ջուն Յաոն և նրանց գործընկերները նկարագրեցին նանոլարերի վրա հիմնված սենսոր, որը հայտնաբերում է ամոնիակը գյուղատնտեսական, արդյունաբերական, բնապահպանական և կենսաբժշկական կիրառությունների համար անհրաժեշտ կոնցենտրացիաներում:

Ստեղծված որպես թաղանթ՝ նանոլարերը կարող են էլեկտրաէներգիա առաջացնել օդի խոնավությունից: Հետազոտողները կարծում են, որ թաղանթը էներգիա է արտադրում, երբ թաղանթի վերին և ստորին եզրերի միջև խոնավության գրադիենտ է առաջանում: (Վերին եզրն ավելի ենթակա է խոնավության:) Քանի որ ջրի ջրածնի և թթվածնի ատոմները բաժանվում են գրադիենտի պատճառով, լիցք է առաջանում և էլեկտրոնները հոսում են: Յաոն և նրա թիմը փետրվարի 17-ին Nature-ում զեկուցել են, որ նման ֆիլմը կարող է բավականաչափ էներգիա ստեղծել լույս արձակող դիոդը լուսավորելու համար, և 17 նման սարքեր՝ միացված միասին, կարող են սնուցել բջջային հեռախոսը: Մոտեցումը «հեղափոխական տեխնոլոգիա է վերականգնվող, մաքուր և էժան էներգիա ստեղծելու համար», - ասում է Ցինհուա համալսարանի նյութերի գիտնական Քու Լիանտին: (Մյուսներն ավելի զգույշ են՝ նշելով, որ գրաֆենի կամ պոլիմերների միջոցով խոնավությունից էներգիա քամելու նախկին փորձերը անհաջող են եղել:)

Ի վերջո, հետազոտողները հույս ունեն օգտագործել բակտերիաների էլեկտրական ունակությունները՝ առանց բծախնդիր միկրոբների հետ գործ ունենալու: Catch-ը, օրինակ, համոզել է ընդհանուր լաբորատոր և արդյունաբերական Escherichia coli բակտերիային նանոլարեր պատրաստել: Սա պետք է հեշտացնի հետազոտողների համար կառույցների զանգվածային արտադրությունը և դրանց գործնական կիրառությունների ուսումնասիրությունը:

Խորհուրդ ենք տալիս: