לפני שנתיים חקר המיקרוביולוג לארס פיטר נילסן מאוניברסיטת אהרוס בדנמרק את הבוץ על קרקעית הים של נמל העיר כשגילה משהו לא צפוי: הבוץ התחלף ברמות חשמל ניתנות לגילוי. באותה עת, הוא ועמיתיו חשדו כי הזרמים החשמליים עשויים להיות מיוחסים לסוג כלשהו של רשת תחבורה חיצונית בין חיידקים בודדים או אורגניזמים מיקרוסקופיים אחרים.
האמת, שתוארה במאמר שפורסם אתמול ב"טבע " , מפתיעה עוד יותר. בהודעת העיתונאים נמסר כי "הניסויים שלנו הראו כי החיבורים החשמליים בקרקעית הים חייבים להיות מבנים מוצקים שנבנו על ידי חיידקים". צוותו, שעבד עם חוקרים מאוניברסיטת דרום קליפורניה, מצא סוג חדש של חיידקים רב-תאיים שמתנהגים כמו כבלים חשמליים, המסוגלים להוליך חשמל לאורך כמה סנטימטרים, טווח גדול בהרבה מכפי שמדענים דמיינו בעבר.
הקבוצה גילתה את החיידקים, השייכים למשפחת Desulfobulbaceae, על ידי בדיקת בוץ רצפת הים תחת מיקרוסקופ. מכיוון שהחיידקים כה קטנים ושבריריים - דקים פי מאה משיער אנושי - אין דרך למדוד ישירות את הזרם החשמלי שהם נושאים, אך החוקרים מצאו כמה סוגים של עדויות עקיפות לכך שהם אכן מוליכים חשמל.
החיידקים מיושרים אנכית במשקעים, וכאשר נמתכו גדילי טונגסטן שאינם מוליכים אופקית על פני החיידק, חיידק הקצר היה במעגל הזרם והזרם החשמלי הופרע (כמו מחפר שחתך בכבלים קבורים). בנוסף, כאשר הוצבו פילטרים בכדי לחסום את התפתחות החיידקים, הזרם החשמלי הושבת, אלא אם כן נקבוביות המסנן היו מספיק גדולות כדי שהחיידקים יוכלו לצמוח.
ראוי לציון, מתחת למיקרוסקופ, החיידקים נראים כמו הכבלים המשמשים במכשירים חשמליים. בתוך כל חיידק פועלים 15 עד 17 סיבים נפרדים לאורכם, וכל אחד מהם מסוגל להוליך חשמל. הסיבים הארוכים מורכבים מתאים מחוברים רבים, שכל אורכם מיקרומטר בלבד.
חתך רוחב של החיידק חושף את הסיבים המוליכים האינדיבידואליים שרצים לאורכם, הכלולים בכל תא. (תמונה מאת קארן א. תומסן) שאלה טבעית שיש לשאול היא מדוע חיידקים יתקשו לפתח את היכולת הלא רגילה להוליך חשמל. התשובה עשויה להיות מרתקת כמו החיידקים עצמם. מסתבר שרק כמה סנטימטרים מתחת לקרקעית הים הוא מקור אנרגיה עשיר, בלתי מנוצל ברובו: אטומי גופרית טעונים באופן שלילי המכונה סולפידים.
הסיבה שרוב האורגניזמים אינם מסוגלים לקצור את האנרגיה מכימיקלים אלה היא שהבוץ שמסביב נטול חמצן ברובו. מקור מזון עשיר באנרגיה התורם האלקטרוני קיים, אך אורגניזמים זקוקים לחמצן כדי לקבל את האלקטרונים הרזרבים כחלק ממשוואת קצירת האנרגיה המכונה נשימה. זה מקביל לצורך שלנו גם לאכול אוכל (הגופרית) וגם לשאוף אוויר (החמצן) כדי לשרוד.
החיידקים פותרים בעיה זו על ידי חציית המרחק בין המזון שלהם למקור החמצן שלהם באמצעות מעגל המסוגל לשאת אלקטרונים. בקצה התחתון האורגניזם קוצר אנרגיה מהגולפידים ואז שולח את האלקטרונים כלפי מעלה. בחלקו העליון, סמוך למי הים העשירים בחמצן, הוא מסוגל להשתמש בחמצן השופע העומד לרשות הנשימה.
החיידק מוליך אלקטרונים אנכית, ומפגיש מחסור אנרגיה ומקור חמצן. (תמונה דרך הטבע) כתוצאה מכך, החיידקים נמצאו עד כה רק במשקעי רצפה אנאירוביים - אך בסביבות אלה מצא צוות המחקר כמות מדהימה מהם. בממוצע, בכל סנטימטר מעוקב מהמשקעים שנבדק, הם מצאו 40 מיליון תאים מסוג זה של חיידקים, כמות שהם מחשבים שיכולה להיווצר 117 מטרים מהכבל המוליך superthin.
למרות שהאורגניזמים הושבו באופן טקסי באופן טקסונומי במשפחת חיידקים קיימת, החוקרים אומרים שהם שונים באופן קיצוני מכל חיידק אחר שמצאנו עד כה. "הם כל כך שונים, שככל הנראה צריכים להיחשב לסוג חדש, " אמר נילסן לאד יונג ב- Discover 's Not Exactly Rocket Science, וציין שהם רק חולקים 92 אחוז מה- DNA שלהם עם כל מין אחר במשפחה.
באותה יצירה, נילסן התייחס גם לאפשרות שהמינים שטרם התגלו עד כה עשויים להיות הרבה יותר נפוצים ממה שידוע כעת. "נראה שהם האורגניזם האופטימלי בכל מקום בו חסרים לך חמצן. מדוע הם לא נמצאים בכל מקום? "שאל נילסן. "או שהם בכל מקום?"
