ENGINEERINGNET.BE - Kabelbacteriën zijn in staat om elektra te geleiden over afstanden tot een aantal centimeter. Hiervoor gebruiken ze sulfide als elektrondonor en zuurstof als elektronacceptor.
Cellen van kabelbacteriën die leven in diepere lagen van de zeebodem verwijderen elektronen van sulfide, die dan door interne ‘elektrakabels’ worden getransporteerd naar de bovenste cellagen. Hier geven andere cellen de elektronen af aan zuurstof.
Onderzoek van Universiteit Utrecht laat nu zien dat de energie de wordt opgewekt door de elektrische stofwisseling ongelijk gebruikt wordt door diverse cellen binnen een kabel.
Alleen de cellen die sulfide gebruiken, hebben genoeg energie om voedingsstoffen op te nemen uit de omgeving, en zo te groeien.
De cellen die zuurstof gebruiken, hebben niet genoeg energie om voedingsstoffen op te nemen en kunnen dus niet groeien. Deze cellen offeren zichzelf op voor het algemeen belang van het organisme.
De aanwezigheid van zuurstof is essentieel voor de overleving van de kabel. Op het moment dat deze niet in contact staat met zuurstof, stopt het transport van elektronen, waardoor geen van de cellen energie krijgt.
Aan de andere kant is zuurstof schadelijk voor cellen; een te lange blootstelling aan zuurstof zorgt ervoor dat cellen sterven. Cellen die in contact staan met zuurstof doen dus eigenlijk een soort ‘corvee’ voor de kabel. Deze cellen helpen de andere cellen, maar het nadeel is dat ze zelf niet genoeg energie kunnen opwekken voor overleving, en zo een grote kans hebben te sterven.
De ongelijke groei tussen cellen is ontdekt door de kabelbacteriën gelabelde voedingsstoffen te geven, en de opname hiervan te meten met nanoSIMS, een ion imaging techniek. Zo was bij te houden welke cellen de gelabelde nutriënten opnamen en dus konden groeien.
Hierdoor kwam het team tot de conclusie dat alleen cellen met toegang tot sulfide genoeg energie opwekken om te groeien, en de cellen met toegang tot alleen zuurstof alleen maar elektronen transporteerden zonder daarbij energie op te wekken.
De ontdekking is van fundamenteel belang, omdat het een verdeling laat zien in de inspanning en communicatie tussen cellen.
Op de foto:
Rasterelektronenmicroscoop (scanning electron microscopy of SEM) foto van een cluster kabelbacterie-filamenten. De onderbroken gekleurde lijnen laten de acht verschillende met NanoSIMS onderzochte filamenten zien.
