I sneen, når sneen smelter, begynder Oneida Lake at indsamle mangan. Kombineret med ilt fra luften fremstiller det manganoxid, som synker ned i søen. Men som Corey S. Powell rapporterer for Popular Science, fandt forskere ikke forbindelsen på niveauer, de kunne forvente, og mysteriet med det manglende manganoxidsæt Kenneth Nealson, en mikrobiolog, der søgte efter en mikrob, der syntes som om den skulle findes ikke.
Det tog ham et par år, men han fandt det - Shewanella oneidensis, en bakterie, der lever af et giftigt tungmetal, mangan.
Powell skriver nøjagtigt hvorfor Shewanella er så mærkelig:
For de fleste levende, luft-åndedræt væsener, siger Nealson, "Glukosen, som vi spiser, forsyner elektronerne, iltet, vi indånder, modtager elektronerne, og at elektronstrømmen er det, der styrer vores krop." Det er den grundlæggende stofskifte. Udfordringen for enhver organisme er at finde både kilder til elektroner og steder at kassere dem for at afslutte kredsløbet. Shewanella forbruger elektroner fra kulhydrater, men det kaster dem på en usædvanlig måde: ”Den svømmer op til metaloxidet og respirerer det.” Siger Nealson. ”Vi kalder dette 'vejrtrækning.' ”
Bakterien vokser specielle ledninger ud af dens membran, der transporterer elektroner inde fra cellen og deponerer dem på tungmetallet. Maganoxid fungerer, men det gør også andre tungmetaller som bly. Andre opdagelser afslørede bakterier, der gør det modsatte - de opsamler elektroner fra metal og mineraler. Elektronbytteren afslutter kredsløbet. Resultatet er liv, der spiser og indånder elektricitet.
Moh El-Naggar, en anden forsker ved USC, har produceret videoer, der viser disse bakterier i aktion og dyrket disse trådlignende sonder.
I 1988, da Nealson offentliggjorde sine konklusioner om Shewanella, trossede den langvarige antagelser om biologi for at parafrasere Rebecca Fairley Raneys profil af Nealson på AAAS.org. Men nu ved vi, at Shewanella og andre mikrober er vigtige drivkrafter i den måde Jorden cykler metaller på.
Stadig bliver det mere underligt. En af Nealsons kandidatstuderende, Annette Rowe, har fundet seks nye bakteriestammer, der er udgravet fra havbunden, som overhovedet ikke har brug for en kulstofkilde, rapporterer Powell. De kan leve af elektricitet alene.
Alle undersøgelser af livet ved ekstreme steder på Jorden viser forskere, hvordan livet kan se ud på andre planeter. Powell skriver:
Udkig efter elektroner og spirende nanotråd er strategier til at overleve, når der ikke er nok mad til at gøre meget voksende og konkurrerende - lige nok til at hjælpe en organismejæger nede og holde livets flamme oplyst. Sådanne forhold er almindelige i dybhavsedimenter og langt under jorden. Hvis der findes liv på Mars og andre verdener (Europa? Titan?), Er der en god chance for, at det også hænger sammen i ressourcebegrænsede omgivelser langt under overfladen.
Fremtidige missioner for at opdage spor af liv på andre planeter kan tage hensyn til elektron-sprudlende bakterier. Nealson påpeger, at der på Jorden er en gradient af det elektriske potentiale i jorden, der falder med dybden. Når du når dybere, er der kun elektroner til rådighed til mad, så bakterier, der bor der, tilpasser sig at spise elektricitet - og indstiller dermed gradienten. For at se det tegn på liv, som alle fremtidige missioner skal gøre, er at sætte sonder i jorden og måle det.
