Baktérie si väčšinou predstavujeme ako malé, jednoduché organizmy, ktoré spôsobujú choroby, alebo naopak pomáhajú pri trávení či výrobe potravín. Avšak existuje aj špecifická skupina baktérií, ktoré majú schopnosť viesť elektrický prúd, podobne ako elektrické káble. Tieto mikroorganizmy sa súhrnne označujú ako „káblové baktérie“ (v angličtine „cable bacteria“) a patria medzi najfascinujúcejšie a zároveň najzvláštnejšie formy života, aké poznáme.
Čo sú káblové baktérie a ako fungujú?
Káblové baktérie sú mikroorganizmy, ktoré sa v prírode bežne vyskytujú najmä vo vodnom a bahnitom prostredí, ako sú pobrežné sedimenty, riečne usadeniny či bažinaté oblasti. Ich unikátna schopnosť spočíva v tom, že dokážu vytvárať dlhé vláknité štruktúry, cez ktoré prechádza elektrický prúd. Tieto baktérie využívajú tento prenos elektrónov na zabezpečenie svojho energetického metabolizmu a prežitia.
Na rozdiel od väčšiny baktérií, ktoré získavajú energiu iba priamo z látok v ich bezprostrednej blízkosti, káblové baktérie dokážu prenášať elektróny cez vzdialenosť niekoľkých milimetrov až centimetrov. Funguje to tak, že baktérie vytvoria kolóniu podobnú elektrickej sieti, kde jedna časť baktérií získava elektróny rozkladom organických látok v bezkyslíkovom prostredí a odovzdáva ich cez vláknité štruktúry inej časti kolónie, ktorá je v kontakte s kyslíkom. Tam dochádza k dokončeniu procesu získavania energie.
Špecifické vlastnosti, ktoré robia baktérie jedinečnými
Tieto baktérie majú jedinečnú štruktúru, ktorá umožňuje efektívny prenos elektrického prúdu. Ich vlákna sú tvorené špeciálnymi molekulami obsahujúcimi kovy ako napríklad nikel, ktoré zabezpečujú mimoriadne dobrú elektrickú vodivosť. Práve tento unikátny biochemický mechanizmus odlišuje káblové baktérie od všetkých ostatných známych mikroorganizmov.
Okrem toho majú baktérie schopnosť organizovať sa do veľmi stabilných kolónií, ktoré dokážu prežiť a efektívne fungovať aj v prostrediach s nízkym alebo meniacim sa množstvom kyslíka.
Možnosti využitia v ekologických technológiách a medicíne
Vlastnosti týchto baktérií môžu byť využité v rôznych oblastiach techniky, ekológie a dokonca aj medicíny. Napríklad:
1. Biodegradovateľná elektronika:
Elektronické zariadenia vyrobené z materiálov založených na káblových baktériách by mohli po skončení svojej životnosti prirodzene degradovať bez vzniku škodlivého elektronického odpadu. Takáto technológia by mala výrazne nižší negatívny dopad na životné prostredie.
2. Lekárske implantáty:
Káblové baktérie by mohli slúžiť na výrobu implantátov, ktoré sú kompatibilné s ľudským telom, dokážu prenášať elektrické impulzy (napríklad pre potreby kardiostimulátorov) a po určitej dobe sa úplne rozložia bez nutnosti chirurgického odstránenia.
3. Odstraňovanie ekologických škôd:
Tieto baktérie môžu výrazne urýchliť proces čistenia prostredia kontaminovaného ropou, olejmi alebo inými toxickými látkami. Vďaka schopnosti prenášať elektróny môžu zefektívniť a zrýchliť biologický rozklad škodlivín.
Výzvy a budúcnosť výskumu
Hoci sú káblové baktérie už dlhšie známe, vedci stále úplne nerozumejú ich biologickým mechanizmom a evolučnému pôvodu. Preto je potrebné pokračovať v podrobnom skúmaní ich génov, štruktúry a ekologickej úlohy.
Budúci výskum by mohol odhaliť nové druhy s ešte väčšou elektrickou vodivosťou alebo s ďalšími unikátnymi vlastnosťami, ktoré by mohli byť využité v úplne nových technologických aplikáciách.
Tieto mikroorganizmy predstavujú fascinujúci príklad toho, aká prekvapivá a bohatá môže byť príroda, a zároveň ukazujú, že aj malé a nenápadné organizmy môžu priniesť obrovské technologické a ekologické benefity pre celú spoločnosť.
