Az Oneida-tó New York északi részén fura. Tavaszonként az olvadékhó rengeteg mangánt mos bele a környező hegyekből. Ahogy a szelek felkorbácsolják a tó felszínét, a vízben oldott fém oxidálódik. Az így kikristályosodó mangán-oxid a tó aljára süllyed.

Ebben még semmi furcsa nincsen. A furcsa az, hogy a tó fenekén sokkal kevesebb mangánoxidot találtak, mint amennyinek lennie kellett volna. Az anyag ezerszer gyorsabb ütemben tűnt el, mint azt a geológiai folyamatok magyarázták volna.

Amikor Kenneth Nealson 1982-ben először hallott a jelenségről, egyből arra gondolt, hogy valamilyen biológia folyamat lehet a felelős ezért. Csakhogy ez ellentmondott mindennek, amit a biológiáról tudunk. Ha léteznek ilyen organizmusok, akkor azok teljesen eltérnek mindentől, amit addig ismertünk.

Idegenek

Ha nagyon leegyszerűsítjük, az élet az elektronok áramlásáról szól. A hagyományos értelembe vett, élő-lélegző szervezetek a glükózból nyert elektronokat adják át a belélegzett oxigénnek: ez az elektronáramlás biztosítja az éltető energiát.

Nealson, aki 1985-ben kezdte vizsgálni az Oneida-tó vizét 1987-ben fedezte fel a Shewanella baktériumot. Ez ugyanúgy szénhidrátokat eszik, mint minden addig ismert létforma, de

fémet lélegzik.

Konkrétan mangánoxidot, amit le is bont azzal, hogy elektronokat ad át az oxigénnek.

Nealson – akinek meggyőződése volt, hogy az is legalább tíz-tizenöt év lesz, amig egyáltalán elhitetik a világgal, hogy ilyen lény létezhet – és diákjai idővel arra is rájöttek, hogy a Shewanella a külső membránjából nanodrótokat tud növeszteni, amivel zárja az elektronáramlást biztosító áramkört. Ezt végül Moh el-Naggarnak sikerült lefilmeznie, pedig ő eredetileg cáfolni akarta a hihetetlen elméletet:

Később pedig még meglepőbb felismerésekre jutottak.

Áramevők

Nealson egyik munkatársa, Annette Rowe kezdett olyan mikróbákat keresni, amik nem lélegzik az elektronokat, hanem eszik. Elektródákat szúrt a Catalina-öböl fenekéről vett üledékmintákba, és várt. Idővel az iszapba szúrt katódokon baktériumtelepek nőttek. Olyan mikróbák, amelyek oxidálták a katódot. Olyan mikróbák, amik

elektront ettek!

Annál, hogy ilyen lények létezhetnek csak az volt meglepőbb, hogy olyanok is létezhetnek, amelyek képesek elektront enni és lélegezni is. Mint kiderült, a Shenawella is ilyen.

Megfigyelték, hogy ha sok rétegnyi Shewanella rakódik egymásra, akkor képesek sorba kapcsolni magukat a már említett nanodrótokkal, vagyis

az egyik Shewanella egy másiknak adja át az elektront és így tovább, mígnem a lánc végén álló be nem lélegez egy mangánoxidot.

A Shewanellák és még náluk is furább, áramevő, fémlélegző rokonaik a jelek szerint a hagyományos értelemben vett élővilágban megszokott darwini versengés helyett kooperálnak és osztoznak az erőforrásokon – egyfajta kollektivista elektroszocializmusban élhetnek.

Erre jó okuk volna: Nealson és csapata vizsgálódásai közben megfigyelte, hogy akárhol döftek szondákat a földbe, egyre mélyebbre hatolva egyenletesen csökkenő elektromos potenciált mértek. Minél mélyebben él valami, annál inkább rászorul az összes rendelkezésre álló energiaforrásra, vagyis egyre inkább rászorul az együttműködésre - a sorba kapcsolt Shewanellák gyakorlatilag egymás kilégzett elektronjaiból nyerik az energiát.

A világűr urai

Nealsonék azt is felismerték, hogy az egyenletesen csökkenő elektromos potenciál, az elektromos gradiens megléte univerzálisan is az élet létezésére utaló jel. „Ahol nincs élet, ott nem kéne gradiensnek sem lennie” – mondja Nealson.

Vagyis a földönkívüli élet kutatásában minden eddiginél egyszerűbb módszer lenne egy rudat döfni, például a Mars felszínébe, és mérni, hogy egyenletesen csökken-e az elektromos potenciál. Ha igen, Nealsonék feltételezése szerint már csak elektródákat kéne döfni a földbe, és várni, hogy a baktériumok megtelepedjenek rajtuk.

Nealson és csapata felfedezéseinek a földönkívüli élet kutatásánál gyakorlatibb felhasználása is van. Attól ugyan még távol vagyunk, hogy elektronokat lélegző mikróbákkal működtessük elektronikus eszközeinket, de például Nealson egy volt tanítványa, Orianna Bretschger már megalkotta az önfenntartó víztisztítót, amiben az elektronokat lélegző baktériumok a szennyvízben található szerves anyagból kinyert elektronokat a vízbe dugott anódokon adják le, így miközben megtisztítják a vizet, elég áramot is termelnek a rendszer működtetéséhez.

A lehetőségek pedig határtalanok. Ezek közül a fura lények közül alig pár tucatot ismerünk eddig, pedig egyes kutatók becslése szerint akár a Föld teljes élővilágának 99,9 százaléka olyan lehet, amit Petri-csészében lehetetlen kitenyészteni, vagyis nem a hagyományos értelemben vett módon táplálkozik.

Az idegenek köztünk élnek.

(Via Popular Science. A címlapi gifet Eric Keller és Diane Saville Nealson kutatásain alapuló 3D animációjából vágtam)