במדינת ניו יורק, כאשר השלג נמס, אגם האנידה מתחיל לאסוף מנגן. בשילוב חמצן מהאוויר, הוא מייצר תחמוצת מנגן ששוקעת במצע האגם. אולם, כפי שדו"ח קורי ס. פאוול מדווח על פופולרי מדע, מדענים לא מצאו את המתחם ברמות שהם היו מצפים להם, והמסתורין של תחמוצת המנגן החסרה קבע את קנת 'נילסון, מיקרוביולוג, וחיפש אחר חיידק שנראה כאילו הוא צריך להיות לא קיים.
זה לקח כמה שנים, אבל הוא מצא את זה - Shewanella oneidensis, חיידק שחי ממטאל כבד רעיל, מנגן.
פאוול כותב בדיוק מדוע שוונלה כל כך מוזרה:
עבור רוב היצורים החיים ונושמי האוויר, נילסון אומר, "הגלוקוזה שאנו אוכלים מספקת את האלקטרונים, החמצן שאנו נושמים מקבל את האלקטרונים, וזרימת האלקטרונים היא זו שמנהלת את גופנו." זה חילוף חומרים בסיסי. האתגר של כל אורגניזם הוא למצוא שני מקורות אלקטרונים ומקומות להשליך אותם על מנת להשלים את המעגל. שוונלה צורכת אלקטרונים מפחמימות, אך היא משילה אותם בצורה יוצאת דופן: "היא שוחה עד תחמוצת המתכת ומנשמת אותה." אומר נילסון. "אנו קוראים לזה 'סלעים נושמים'. "
החיידק מצמיח חוטים מיוחדים מתוך הממברנה שלו המעבירים אלקטרונים מתוך התא ומפקידים אותם על המתכת הכבדה. תחמוצת מגנזה עובדת, אך כך גם מתכות כבדות אחרות כמו עופרת. תגליות אחרות חשפו חיידקים שעושים את ההפך - הם מוציאים אלקטרונים ממתכות ומינרלים. החלפת האלקטרונים משלימה מעגל זה. התוצאה היא חיים שאוכלים ונושמים חשמל.
מו אל נגר, חוקר אחר ב- USC, הפיק סרטונים המראים את החיידקים האלה בפעולה, מגדלים את אותם חוטים דמויי חוט.
בשנת 1988, כשפרסם נילסון את ממצאיו על שוונלה, הוא התריס בהנחות ארוכות שנים לגבי ביולוגיה, כדי לפרש את הפרופיל של רבקה פיירלי רייני של נילסון באתר AAAS.org. אך כעת אנו יודעים ששוונלה ומיקרובים אחרים הם נהגים חשובים בדרך בה כדור הארץ מחזור מתכות.
ובכל זאת, זה הופך להיות מוזר יותר. אחד מתלמידי הבוגרים של נילסון, אנט רו, מצא שישה זני חיידקים חדשים שנחפרו מקרקעית האוקיאנוס שאינם זקוקים כלל למקור פחמן, מדווח פאוול. הם יכולים לחיות על חשמל בלבד.
כל המחקרים שנעשו על החיים בקצוות על פני כדור הארץ מראים למדענים איך החיים עשויים להיראות בכוכבי לכת אחרים. פאוול כותב:
התקרבות לאלקטרונים והנבטת ננו-חוטים הם אסטרטגיות לשרוד כשאין מספיק אוכל לעשות הרבה צמיחה ומתחרה - מספיק כדי לעזור לצייד אורגניזם ולהאיר את להבת החיים. תנאים כאלה נפוצים במשקעים עמוקים באוקיינוס ובתחתית רחוקה. אם חיים קיימים במאדים ובעולמות אחרים (אירופה? טיטאן?), יש סיכוי טוב שגם הם מתגודדים במסגרות מוגבלות על ידי משאבים הנמצאים מתחת לפני השטח.
משימות עתידיות לאיתור עקבות חיים בכוכבי לכת אחרים עשויות לקחת בחשבון את החיידקים המפרפרים האלקטרונים. נילסון מציין כי בכדור הארץ יש שיפוע של פוטנציאל חשמלי באדמה שיורד עם העומק. ככל שתעמיק יותר עמוק, רק אלקטרונים זמינים למזון, ולכן חיידקים החיים שם מסתגלים לאכילת חשמל - וכך מגדירים את השיפוע. כדי לראות את אותו סימן חיים, כל המשימות העתידיות שיצטרכו לעשות זה להדביק בדיקות באדמה ולמדוד אותן.
