Dua tahun lalu, ahli mikrobiologi Lars Peter Nielsen dari Aarhus University di Denmark sedang mempelajari lumpur di dasar laut kota pelabuhan ketika ia menemukan sesuatu yang tidak terduga: Lumpur itu dipenuhi dengan tingkat listrik yang dapat terdeteksi. Pada saat itu, ia dan rekan-rekannya curiga bahwa arus listrik mungkin disebabkan oleh semacam jaringan transportasi eksternal antara bakteri individu atau organisme mikroskopis lainnya.
Kebenaran, yang dijelaskan dalam makalah yang diterbitkan kemarin di Nature , bahkan lebih mengejutkan. "Percobaan kami menunjukkan bahwa koneksi listrik di dasar laut harus berupa struktur padat yang dibangun oleh bakteri, " kata mahasiswa PhD Christian Pfeffer, penulis utama makalah itu, dalam siaran pers. Timnya, bekerja dengan para peneliti dari University of Southern California, menemukan jenis baru bakteri multisel yang berperilaku seperti kabel listrik, yang mampu menghantarkan listrik pada jarak beberapa sentimeter, rentang yang jauh lebih besar daripada yang dibayangkan para ilmuwan sebelumnya.
Kelompok itu menemukan bakteri, yang termasuk dalam keluarga Desulfobulbaceae, dengan memeriksa lumpur dasar laut di bawah mikroskop. Karena bakteri sangat kecil dan rapuh — seratus kali lebih tipis dari rambut manusia — tidak ada cara untuk mengukur secara langsung arus listrik yang mereka bawa, tetapi para peneliti menemukan beberapa jenis bukti tidak langsung bahwa mereka menghantarkan listrik.
Bakteri disejajarkan secara vertikal dalam sedimen, dan ketika untaian tungsten non-konduksi ditarik secara horizontal melintasi bakteri, bakteri mengalami hubungan pendek dan arus listrik terganggu (seperti ekskavator memotong kabel yang terkubur). Selain itu, ketika filter dipasang untuk menghalangi pertumbuhan bakteri, arus listrik dimatikan, kecuali pori-pori filter cukup besar untuk bakteri tumbuh.
Hebatnya, di bawah mikroskop, bakteri terlihat sedikit seperti kabel yang digunakan dalam perangkat listrik. Di dalam setiap bakteri, 15 hingga 17 serat berbeda memanjang, masing-masing mampu menghantarkan listrik. Serat panjang terdiri dari banyak sel yang terhubung, masing-masing hanya memiliki panjang mikrometer.
Potongan melintang bakteri mengungkapkan serat penghasil individu yang membentang sepanjang, terkandung dalam setiap sel. (Gambar oleh Karen E. Thomsen) Sebuah pertanyaan alami untuk ditanyakan adalah mengapa bakteri akan kesulitan mengembangkan kemampuan yang tidak biasa untuk menghantarkan listrik. Jawabannya mungkin sama menariknya dengan bakteri itu sendiri. Ternyata hanya beberapa sentimeter di bawah dasar laut adalah sumber energi yang kaya dan sebagian besar belum dimanfaatkan: atom sulfur bermuatan negatif yang disebut sulfida.
Alasan bahwa sebagian besar organisme tidak dapat memanen energi dari bahan kimia ini adalah bahwa lumpur di sekitarnya sebagian besar tanpa oksigen. Sumber makanan donor elektron yang kaya energi hadir, tetapi organisme membutuhkan oksigen untuk menerima elektron cadangan sebagai bagian dari persamaan pemanenan energi yang dikenal sebagai respirasi. Ini analog dengan kebutuhan kita untuk makan makanan (sulfida) dan menghirup udara (oksigen) untuk bertahan hidup.
Bakteri memecahkan masalah ini dengan melintasi jarak antara makanan dan sumber oksigen mereka dengan sirkuit yang mampu membawa elektron. Di ujung bawah, organisme memanen energi dari sulfida, kemudian mengirim elektron ke atas. Di bagian atas, dekat air laut yang kaya akan oksigen, ia dapat menggunakan oksigen berlimpah yang tersedia untuk melakukan respirasi.
Bakteri menghantarkan elektron secara vertikal, menyatukan sumber energi dan sumber oksigen. (Gambar via Alam) Akibatnya, bakteri hanya ditemukan sejauh ini dalam sedimen dasar laut anaerob - tetapi dalam lingkungan ini, tim peneliti menemukan jumlah yang mengejutkan. Rata-rata, di setiap sentimeter kubik sedimen yang diuji, mereka menemukan 40 juta sel bakteri jenis ini, jumlah yang mereka hitung dapat membentuk 117 meter dari kabel penghantar superthin.
Meskipun organisme secara tentatif ditempatkan secara taksonomis dalam keluarga bakteri yang ada, para peneliti mengatakan mereka secara radikal berbeda dari bakteri lain yang kami temukan sejauh ini. "Mereka sangat berbeda sehingga mereka mungkin dianggap sebagai genus baru, " kata Nielsen kepada Ed Yong di Discover 's Not Exactly Rocket Science, mencatat bahwa mereka hanya berbagi 92 persen DNA mereka dengan spesies lain dalam keluarga.
Dalam bagian yang sama, Nielsen juga merenungkan kemungkinan bahwa spesies yang belum ditemukan sampai saat ini mungkin lebih banyak ditemukan di mana-mana daripada yang diketahui sekarang. "Mereka tampaknya menjadi organisme optimal di tempat di mana Anda kekurangan oksigen. Kenapa mereka tidak ada di mana-mana? ”Tanya Nielsen. "Atau mereka ada di mana-mana?"
