Estas bacterias comen y respiran electricidad.

Piscinas de agua caliente como esta, en Heart Lake Geyser Basin, el Parque Nacional de Yellowstone, Wyoming, son el hogar de bacterias que pueden comer y respirar electricidad. Imagen vía Washington State University (WSU).

Las bacterias son algunos de los organismos más diversos y adaptables de la Tierra. Se pueden encontrar en entornos hostiles donde pocas otras criaturas vivientes pueden sobrevivir. Se sabe que utilizan una amplia gama de fuentes de energía y sustento. Este mes (5 de marzo de 2019), los científicos de la Universidad Estatal de Washington describieron la primera colección in situ exitosa de una especie de bacteria poco conocida que come y respira electricidad .

Los investigadores publicaron sus hallazgos revisados ​​por pares en el Journal of Power Sources .

Capturaron con éxito las enigmáticas bacterias que consumen electricidad en agosto pasado en el área de Heart Lake Geyser Basin del Parque Nacional Yellowstone de Wyoming. Su trabajo los llevó a largas caminatas a cuatro aguas termales vírgenes en esa área. El estudiante graduado de la WSU, Abdelrhman Mohamed, quien es el primer autor del estudio, comentó:

Esta fue la primera vez que tales bacterias se recolectaron in situ en un ambiente extremo como una fuente termal alcalina.

Agregó que las temperaturas en los manantiales oscilaron entre aproximadamente 110 y casi 200 grados Fahrenheit (43 a 93 grados Celsius).

Shewanella oneidensis, una especie de bacteria que usa electricidad cruda para obtener energía. Imagen vía uri Gorby / Rensselaer Polytechnic institute.

El equipo de investigación pudo sacar a las bacterias de su escondite insertando unos electrodos (conductores eléctricos) en el borde del agua en las aguas termales.

Treinta y dos días después, los investigadores regresaron para recuperar los electrodos, que habían atraído a las bacterias del agua. Mohamed y el investigador postdoctoral Phuc Ha analizaron los resultados. Su declaración exclamó:

Voila! Habían logrado capturar a sus presas, bacterias amantes del calor que 'respiran' electricidad a través de la superficie sólida de carbono de los electrodos.

Suena un poco como algo fuera de la ciencia ficción, pero es otro ejemplo de cómo los microorganismos pueden adaptarse a una amplia gama de entornos extremos, utilizando cualquier recurso disponible para obtener energía y nutrientes.

Se han cultivado bacterias similares antes, pero no se han in situ de este tipo de entorno extremo, en este caso una piscina de agua alcalina de aguas termales. Su declaración explicaba más sobre ellos:

La mayoría de los organismos vivos, incluidos los humanos, usan electrones, que son pequeñas partículas cargadas negativamente, en una compleja cadena de reacciones químicas para alimentar sus cuerpos. Cada organismo necesita una fuente de electrones y un lugar para descargar los electrones para vivir. Mientras que los humanos obtenemos nuestros electrones de los azúcares en los alimentos que comemos y los pasamos al oxígeno que respiramos a través de nuestros pulmones, varios tipos de bacterias descargan sus electrones a metales o minerales externos, utilizando cables protuberantes que parecen pelos.

Observar estas bacterias en un laboratorio no es fácil, dijeron estos científicos, que es una de las razones por las que el equipo quería estudiar en su propio hábitat. Según Haluk Beyenal de WSU, quien supervisó la investigación:

Las condiciones naturales que se encuentran en las características geotérmicas, como las aguas termales, son difíciles de replicar en entornos de laboratorio. Entonces, desarrollamos una nueva estrategia para enriquecer las bacterias amantes del calor en su entorno natural.

Para recolectar las bacterias en un lugar tan desafiante, Mohamed usó un potenciostato portátil barato, un dispositivo electrónico para controlar los electrodos sumergidos en las aguas termales durante largos períodos de tiempo.

Geobacter, otro tipo de bacteria que usa electricidad. Imagen vía Science Photo Library / Corbis.

Estos científicos dijeron:

Estas pequeñas criaturas no son meramente de interés académico.

También podrían proporcionar pistas para soluciones a algunos de los mayores problemas ambientales de la humanidad, incluida la contaminación y la energía sostenible. Estas bacterias podrían literalmente "comer" la contaminación, convirtiendo los contaminantes tóxicos en sustancias menos dañinas. Y, en el proceso, incluso podrían generar electricidad. Como señaló Beyenal:

A medida que estas bacterias pasan sus electrones a metales u otras superficies sólidas, pueden producir una corriente de electricidad que puede usarse para aplicaciones de baja potencia.

¿Cuan genial es eso?

Algunas bacterias pueden usar una fuente poco convencional de alimento y energía: la electricidad. Imagen vía Edward Aspera Jr./ Fuerza Aérea de los Estados Unidos / Wikipedia / Dominio Público.

Como también se informó en 2015, algunas bacterias incluso pueden vivir solo de electrones. Según Annette Rowe, investigadora postdoctoral en la Universidad del Sur de California:

Es un fenómeno loco. He guardado algunos de estos errores durante más de un mes sin agregar carbono.

Como señaló Rowe, deben haber estado subsistiendo únicamente con electricidad del electrodo, porque no había nada más disponible como fuente de energía.

Las bacterias se encuentran entre las primeras formas de vida conocidas en aparecer en la Tierra, y se pueden encontrar en el suelo, el agua, las aguas termales, los desechos radiactivos y las porciones profundas de la corteza terrestre. Incluso hay evidencia de que existen en la parte más profunda del océano, la Fosa de las Marianas, según un estudio realizado en 2013. También viven en relaciones simbióticas y parasitarias con plantas y animales.

Estos nuevos hallazgos muestran cuán resistentes y adaptables pueden ser algunas especies de bacterias. Pueden sobrevivir y prosperar en las aguas termales y también hacer uso de una fuente no convencional para su alimentación y energía: la electricidad. Quizás ayudarán a los científicos que buscan nuevas formas de combatir la contaminación ambiental y proporcionar energía sostenible para la humanidad en el futuro.

En pocas palabras: por primera vez, los científicos realizaron una exitosa recolección in situ de bacterias que viven en las aguas termales del Parque Nacional de Yellowstone y utilizaron una fuente no convencional, la electricidad, para la alimentación y la energía.

Fuente: enriquecimiento in situ de comunidades microbianas en electrodos polarizados desplegados en aguas termales alcalinas

Vía Washington State University