В августе прошлого года Абдельман Мохамед обнаружил, что путешествует вглубь пустыни Йеллоустонского национального парка.
В отличие от тысяч туристов, которые ежегодно приезжают полюбоваться знаменитыми гейзерами и горячими источниками парка, аспирант WSU путешествовал с командой ученых, чтобы найти в них жизнь.
После напряженной семимильной прогулки по живописным изолированным тропам в районе бассейна Гейзера Харт-Лейк команда обнаружила четыре нетронутых бассейна с горячей водой. Они осторожно оставили несколько электродов, воткнутых в воду, в надежде выманить из укрытия малоизвестных существ - бактерий, которые могут питаться электричеством и дышать им.
Через 32 дня команда вернулась к горячим источникам, чтобы собрать погруженные электроды. Работая под руководством Халука Бейенала, Пола Хоэншу, заслуженного профессора Школы химической инженерии и биоинженерии Джина и Линды Войланд, Мохамед и научный сотрудник Фук Ха проанализировали электроды.
Вуаля! Им удалось поймать свою добычу - теплолюбивых бактерий, которые «дышат» электричеством через твердую углеродистую поверхность электродов.
Команда WSU в сотрудничестве с коллегами из Университета штата Монтана опубликовала свое исследование с подробным описанием многочисленных бактериальных сообществ, которые они обнаружили, в Journal of Power Sources.
«Это был первый раз, когда такие бактерии были собраны на месте в экстремальных условиях, таких как щелочной горячий источник», - сказал Мохамед, добавив, что температура в источниках колеблется от 110 до почти 200 градусов по Фаренгейту.
Эти крошечные существа представляют не только академический интерес.
Они могут быть ключом к решению некоторых из самых больших проблем, стоящих перед человечеством - загрязнение окружающей среды и устойчивая энергетика. Такие бактерии могут «съедать» загрязнение, превращая токсичные загрязнители в менее вредные вещества и при этом вырабатывая электричество.
«Поскольку эти бактерии передают свои электроны металлам или другим твердым поверхностям, они могут производить поток электричества, который можно использовать для маломощных приложений», - сказал Бейеналь.
Большинство живых организмов, включая людей, используют электроны, крошечные отрицательно заряженные частицы, в сложной цепочке химических реакций для питания своих тел. Каждому организму нужен источник электронов и место, где можно сбросить электроны, чтобы жить. В то время как мы, люди, получаем свои электроны из сахаров в пище, которую мы едим, и передаем их кислороду, которым мы дышим через наши легкие, несколько типов бактерий сбрасывают свои электроны на внешние металлы или минералы, используя выступающие волосовидные провода.
Чтобы собирать бактерии в таких экстремальных условиях в течение 32 дней, Мохамед изобрел дешевый портативный потенциостат, электронное устройство, которое могло управлять электродами, погруженными в горячие источники в течение длительного периода времени.
«Природные условия, встречающиеся в геотермальных объектах, таких как горячие источники, трудно воспроизвести в лабораторных условиях», - сказал Бейеналь. «Итак, мы разработали новую стратегию обогащения теплолюбивых бактерий в их естественной среде».