CAPTURANDO BACTERIAS QUE COMEN Y RESPIRAN ELECTRICIDAD

En agosto pasado, Abdelrhman Mohamed se encontró caminando profundamente en el desierto del Parque Nacional Yellowstone.

A diferencia de los miles de turistas que caminan para admirar los icónicos géiseres y las aguas termales del parque cada año, el estudiante graduado de la WSU viajaba con un equipo de científicos para buscar vida dentro de ellos.

Después de un extenuante paseo de siete millas por senderos escénicos y aislados en el área de la cuenca de géiseres de Heart Lake, el equipo encontró cuatro piscinas de agua caliente impecables. Dejaron cuidadosamente algunos electrodos insertados en el borde del agua, con la esperanza de persuadir a las criaturas poco conocidas para que no se escondan: bacterias que pueden comer y respirar electricidad.

Después de 32 días, el equipo regresó a las aguas termales para recoger los electrodos sumergidos. Trabajando bajo la supervisión de Haluk Beyenal, el Profesor Distinguido Paul Hohenschuh de la Escuela de Ingeniería Química y Bioingeniería de Gene y Linda Voiland, Mohamed y el investigador postdoctoral Phuc Ha analizaron los electrodos.

Habían logrado capturar sus presas: bacterias amantes del calor que “respiran” electricidad a través de la superficie de carbono sólido de los electrodos.

El equipo de WSU, en colaboración con colegas de la Universidad Estatal de Montana, publicó su investigación que detalla las múltiples comunidades bacterianas que encontraron en el Journal of Power Sources .

“Esta fue la primera vez que esas bacterias se recolectaron in situ en un ambiente extremo como un manantial termal alcalino”, dijo Mohamed, y agregó que las temperaturas en los manantiales oscilaron entre aproximadamente 110 y casi 200 grados Fahrenheit.

Estas pequeñas criaturas no son meramente de interés académico.

Pueden tener una clave para resolver algunos de los mayores desafíos que enfrenta la humanidad: la contaminación ambiental y la energía sostenible. Estas bacterias pueden “comer” la contaminación al convertir contaminantes tóxicos en sustancias menos dañinas y generar electricidad en el proceso.

“A medida que estas bacterias pasan sus electrones a metales u otras superficies sólidas, pueden producir un flujo de electricidad que se puede usar para aplicaciones de bajo consumo”, dijo Beyenal.

La mayoría de los organismos vivos, incluidos los seres humanos, utilizan electrones, que son pequeñas partículas con carga negativa, en una compleja cadena de reacciones químicas para alimentar sus cuerpos. Cada organismo necesita una fuente de electrones y un lugar para descargar los electrones para vivir. Mientras los humanos obtenemos nuestros electrones de los azúcares en los alimentos que ingerimos y los pasamos al oxígeno que respiramos a través de nuestros pulmones, varios tipos de bacterias descargan sus electrones a los metales o minerales externos, utilizando cables que sobresalen del cabello.

Para recolectar bacterias en un ambiente tan extremo durante 32 días, Mohamed inventó un potenciostato portátil barato, un dispositivo electrónico que podía controlar los electrodos sumergidos en las aguas termales durante largos períodos de tiempo.

“Las condiciones naturales que se encuentran en las características geotérmicas, como las aguas termales, son difíciles de replicar en entornos de laboratorio”, dijo Beyenal. “Entonces, desarrollamos una nueva estrategia para enriquecer las bacterias amantes del calor en su ambiente natural”.Imagen: Las piscinas de agua caliente como esta son el hogar de las bacterias que pueden comer y respirar la electricidad. Crédito: WSU