Поедая электричество, эти бактерии вырабатывают топливо

Причина, по которой мы так зависим от нефти — в огромном количестве энергии, заключённой в каждом литре этого вещества. Бензин даёт больше энергии, чем альтернативы вроде этанола или электричества. Но если мы сумеем создать энергонасыщенные жидкости из электронов, мы сможем встать на путь отказа от ископаемого топлива, особенно в том, что касается перевозок.

И Mariprofundus ferrooxydans PV-1, маленькая океаническая бактерия, возможно сумеет нам в этом помочь. Она питается атомами железа, растворённого в морской воде, что делает её привлекательной для учёных, желающих превратить её в электрическую фабрику для производства биотоплива. Вот как это работает: большая часть жизни на Земле зависит от Солнца, как необходимого элемента фотосинтеза. Растения используют солнечное излучение для захвата химической энергии, комбинируя воду и углекислый газ для создания сахаров, углеводов, протеинов и других соединений. Они же в свою очередь поедаются другими организмами, стоящими выше по пищевой цепи. И только несколько редких классов организмов питаются напрямую энергией химических связей в земных минералах. Манипулируя молекулами, микробы черпают энергию из перемещения электронов между атомами. Одна такая группа, известная как литоаутотрофы, или «поедатели камней», редуцирует минеральные составы, чтобы питать собственный метаболизм, попутно осуществляя различные геологические процессы, вроде разрушения горных пород.

Mariprofundus ferrooxydans PV-1 – одна из них. Основным источником электронов для неё является железо. Исследователи из Университета Миннесоты изолировали её и научили «поедать» электроны в электрическом токе, текущем от катода. Несмотря на отсутствие атомов железа, бактерии процветали, нарастая как биоплёнка на поверхности электрода. Как следствие, говорят учёные, возможно, что однажды подобные организмы смогут превращать электрический ток в богатый источник органических соединений для биотоплива. По крайней мере, как показывает это и ещё несколько подобных исследований, существует возможность вводить электроны в метаболизм бактерий и получать взамен органические вещества.

Но перед этим предстоит пройти ещё долгий путь. Следующим шагом будет научиться получать электричество не углеродной природы, которое служило бы источником пищи для бактерий. Исследования в этой области только начинаются.