С помощью обмена электронами бактерии "соображают" на троих

Объединяться бактериям нужно для более эффективной переработки имеющихся питательных веществ, с которыми они не могут справиться самостоятельно. Подобным образом кооперируются бактерии для переработки распадающихся органических веществ и метана в условиях отсутствия кислорода на океанском дне. При этом им нужно каким-то образом обмениваться электронами (переход электронов - один из наиболее популярных биологических способов передачи энергии). Каким образом идет этот обмен, долгое время не было ясно. Основная гипотеза, которая была высказана еще 40 лет назад, предполагала, что бактерии для непрямого межвидового электронного обмена используют атомы водорода.

Для обмена электронами бактерии используют отростки, покрытые железосодержащим веществом.

Собственно, эту гипотезу и собирались подтвердить ученые. Они создали особо благоприятные условия, в которых мог бы происходить обмен водородом. Два вида бактерий были помещены в бескислородные условия, а в качестве источника питательных веществ ученые предложили им спирт, который ни один из этих видов не мог перерабатывать самостоятельно с достаточной эффективностью. Бактерии быстро нашли общий язык и стали успешно расти в такой среде, при этом образуя заметные даже невооруженным глазом скопления.

Присмотревшись к этим скоплениям повнимательнее (при помощи электронного микроскопа и химического анализа), исследователи обнаружили, что микробы выделяют особое железосодержащее вещество, которое помогает им вступить в электрический контакт, а сам контакт осуществляется при помощи специальных отростков, получивших название микробных нанопроводов. "Прямая передача электронов гораздо эффективнее и бактерии потребляют спирт таким образом гораздо быстрее", - говорит один из авторов исследования Зарат Саммерс (Zarath Summers).

Когда ученые удаляли из геномов бактерий гены, ответственные за рост таких нанопроводов или производство железосодержащего вещества, бактерии оказывались неспособны питаться спиртом и не образовывали скоплений.

"Мы предполагаем, что многие виды естественных агрегатов бактерий основаны на межвидовом электронном обмене. У нас уже есть хорошие предварительные доказательства этого в некоторых более сложных естественных системах", - говорит другой автор работы Дерек Лавли (Derek Lovley).