Di Negara Bagian New York, ketika salju mencair, Danau Oneida mulai mengumpulkan mangan. Dikombinasikan dengan oksigen dari udara, itu membuat oksida mangan yang tenggelam ke dasar danau. Tetapi, seperti dilaporkan Corey S. Powell untuk Ilmu Pengetahuan Populer, para ilmuwan tidak menemukan senyawa pada tingkat yang mereka harapkan, dan misteri oksida mangan yang hilang membuat Kenneth Nealson, seorang ahli mikrobiologi, mencari mikroba yang sepertinya tidak seharusnya. tidak ada.
Butuh beberapa tahun, tetapi dia menemukannya— Shewanella oneidensis, bakteri yang hidup dari logam berat beracun, mangan.
Powell menulis persis mengapa Shewanella sangat aneh:
Bagi sebagian besar makhluk hidup yang bernafas udara, Nealson berkata, "Glukosa yang kita makan memasok elektron, oksigen yang kita hirup menerima elektron, dan aliran elektron itulah yang mengatur tubuh kita." Itulah metabolisme dasar. Tantangan bagi setiap organisme adalah menemukan sumber elektron dan tempat untuk membuangnya untuk menyelesaikan rangkaian. Shewanella mengkonsumsi elektron dari karbohidrat, tetapi ia melepaskan mereka dengan cara yang tidak biasa: "Berenang ke oksida logam dan menghirupnya, " kata Nealson. "Kami menyebutnya 'batu pernafasan.' ”
Bakteri menumbuhkan kabel khusus dari membrannya yang mengangkut elektron dari dalam sel dan menyimpannya pada logam berat. Maganese oksida bekerja, tetapi begitu juga logam berat lainnya seperti timah. Penemuan lain mengungkapkan bakteri yang melakukan kebalikannya - mereka mencari elektron dari logam dan mineral. Pertukaran elektron melengkapi sirkuit itu. Hasilnya adalah kehidupan yang memakan dan menghembuskan listrik.
Moh El-Naggar, peneliti lain di USC, telah menghasilkan video yang menunjukkan bakteri ini beraksi, menumbuhkan probe seperti kawat.
Pada tahun 1988, ketika Nealson menerbitkan temuannya tentang Shewanella, itu membantah asumsi lama tentang biologi, untuk memparafrasekan profil Nealson Rebecca Fairley Raney di AAAS.org. Tapi sekarang kita tahu bahwa Shewanella dan mikroba lain adalah pendorong penting dalam cara siklus bumi logam.
Tetap saja, itu semakin aneh. Salah satu mahasiswa pascasarjana Nealson, Annette Rowe, telah menemukan enam strain bakteri baru yang dikeruk dari dasar lautan yang sama sekali tidak memerlukan sumber karbon, lapor Powell. Mereka dapat hidup dari listrik sendiri.
Semua studi kehidupan di ujung bumi yang ekstrim menunjukkan kepada para ilmuwan seperti apa kehidupan di planet lain. Powell menulis:
Mengemis untuk elektron dan menumbuhkan kawat nano adalah strategi untuk bertahan hidup ketika tidak ada cukup makanan untuk tumbuh dan bersaing — cukup untuk membantu organisme berjongkok dan membuat nyala api kehidupan tetap menyala. Kondisi seperti itu biasa terjadi pada sedimen laut dalam dan jauh di bawah tanah. Jika kehidupan ada di Mars dan dunia lain (Europa? Titan?), Ada peluang bagus bahwa ia juga berada di lingkungan terbatas sumber daya yang jauh di bawah permukaan.
Misi di masa depan untuk mendeteksi jejak kehidupan di planet lain dapat memperhitungkan bakteri yang melahap elektron. Nealson menunjukkan bahwa di Bumi, ada gradien potensial listrik di tanah yang berkurang dengan kedalaman. Ketika Anda mencapai lebih dalam, hanya elektron yang tersedia untuk makanan, sehingga bakteri yang tinggal di sana beradaptasi untuk makan listrik - sehingga menyiapkan gradien. Untuk melihat tanda kehidupan itu, yang harus dilakukan oleh semua misi di masa depan adalah menempelkan probe ke tanah dan mengukurnya.
