Bakterien nutzen Mineralien als Leitungsdraht
Baku, den 5. Juni (AZERTAG). Bakterien teilen sich die Mühe von einigen Stoffwechselvorgängen. Dazu nutzen sie Mineralien in ihrer Umgebung zur Übertragung von Elektronen. Dabei geht alles streng geregelt zu.
Bakterien können Mineralien in ihrer Umgebung als eine Art Leitungsdraht benutzen, um untereinander Elektronen zu übertragen. Das hilft ihnen, bestimmte Stoffwechselvorgänge zu koordinieren - und letztlich dabei, Energie zu sparen. Das berichten japanische Forscher in den „Proceedings“ der US-Akademie der Wissenschaften.
Fließende Elektronen sind zumeist aus der Elektrizität bekannt. Damit hat der hier beobachtete Elektronenfluss aber nichts zu tun. Im Stoffwechsel - auch beim Menschen - ist das streng geregelte Weiterreichen von Elektronen entlang vorherbestimmter Wege eine Voraussetzung für die Energiegewinnung.
Leitende Mineralien sind in der Nature weit verbreitet. In Meeres-Sedimenten finden sich zum Beispiel große Mengen Pyrit, das ist ein eisenhaltiges Mineral. Souichiro Kato von der Japan Science and Technology Agency (Tokio) und seine Mitarbeiter untersuchten nun, ob solche Mineralien als Elektronen-Überträger zwischen Bakterien unterschiedlicher Arten funktionieren.
Biogeochemischer Elektronentransfer-Sie kultivierten dazu zwei Arten von Bodenbakterien. Zum einen Geobacter sulfurreducens, zum anderen Thiobacillus denitrificans. Sie versetzten die Bakterienkulturen dann mit unterschiedlichen leitenden Mineralien sowie den Verbindungen Acetat und Nitrat. In Anwesenheit von Magnetit fand nun eine Elektronenübergabe zwischen den beiden Bakterienarten statt.
Geobacter sulfurreducens empfing Elektronen vom Acetat (und oxidierte dieses dadurch). Über die Magnetit-Partikel wurden die Elektronen zu Thiobacillus denitrificans geleitet, das sie daraufhin an das Nitrat abgab - diesen Stoff also reduzierte. Über solche sogenannten gekoppelten Redox-Reaktionen gewinnen Bakterien Energie.
Die Forscher liefern mit ihrer Untersuchung eine weitere Erklärung für den in der Natur beobachteten biogeochemischen Elektronentransfer. Bisher war nur bekannt, dass Bakterien Elektronen entweder durch direkten Kontakt untereinander übertragen oder über die Diffusion bestimmter chemischer Moleküle.
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