10 bizarre Funde und Projekte mit Bakterien
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- Prof. Dr. Lilith Gamlin
Größe spielt wirklich keine Rolle. Unsichtbare Bakterienflecken halten die Macht, die Menschheit auf die Aussterben der Weide zu bringen. In der friedlichen Zwischenzeit und der Pest beiseite haben Wissenschaftler eine neue Liebesbeziehung mit den winzigen Organismen.
Viele jüngste Studien ergaben, dass Bakterien ein seltsames Talent für die Produktion sauberer Energie, Gold und Quantenhöhe haben. Aber das ist noch nicht alles. Sie tauchen an störenden Orten auf, tun das Unerwartete und sind anpassungsfähig genug, um mit Technologie zu verschmelzen und zu leben.
10 neue Ocean -Nahrungsquelle
Eine Studie von 2018 über Tiefsee-Bakterien ergab unerwartete Überraschungen. In der Clarion-Clipperton Fracture Zone (CCFZ) befunden die Tiere etwa 4.000 Meter (13.000 Fuß) nach unten. In dieser Tiefe wurde angenommen, dass das einzige verfügbare Essen von allem, was auf dem Meeresbodenfisch, Plankton und anderen Bio-Materie geregnet wurde.
Im Gegensatz zu dem, was Wissenschaftler im Nordatlantik fanden. Die Bakterien haben auch große Mengen an Kohlendioxid in ihre Biomasse aufgenommen, wobei ein Prozess, den Wissenschaftler immer noch nicht verstehen.
So überraschend diese besondere Entdeckung auch war, die Auswirkungen erreichten weiter als seltsame Körperfunktionen. Diese Biomasse ist wahrscheinlich Nahrung für das Leben mit Tiefsee, bei denen keine zusätzlichen Quellen existieren, als es angenommen wurde.
Erstaunlicherweise bedeutet dies, dass schädliche CO2 wird entfernt und in Lebensunterhalt verwandelt. Berechnungen stellten fest, dass die Bakterien die gesamte Region des CCFZ betreiben und möglicherweise 200 Millionen Tonnen CO recyceln könnten2 jedes Jahr.[1]
9 Quelle für saubere Energie
Haushaltswasser und Abwasser aus Industrieanlagen sind reichhaltige Stromquellen. Sie enthalten die notwendigen organischen Verbindungen, um saubere Energie zu erzeugen. Niemand konnte jedoch eine Extraktionsmethode entwickeln, die effektiv und kostengünstig war. Betreten Sie lila Bakterien.
Im Jahr 2018 wurden zum ersten Mal die phototropen Organismen, die Energie aus Licht zeichnen, zum Recyceln von Abfällen verwendet. Im Gegensatz zu Wasseraufbereitungsanlagen arbeitete die Bakterien mit Licht, hatten keine Kohlenstoffemissionen und waren auch erschwinglich.
Diese umweltfreundliche Bioraffinerie erholt sich nahezu 100 Prozent des Kohlenstoffs, unabhängig von organischer Abfälle. Darüber hinaus erzeugt der Prozess Wasserstoffgas, perfekt für den Strombedarf.
Das Geheimnis war der Stoffwechsel der Bakterien. Erstens verwenden sie organische Moleküle und nicht Co2 und h2Ö. Das macht organische Abfälle zu einer perfekten Quelle, um zu „ernähren“. Kohlenstoff, Stickstoff und Elektronen werden für die Photosynthese extrahiert.
Nebenprodukte variierten, aber Proteine, Wasserstoffgas und biologisch abbaubares Polyester wurden hergestellt. Die Forscher haben auch eine Möglichkeit gefunden, den Fütterungszyklus zu beschleunigen, indem ein elektrischer Strom durch die lila Bakterien gesendet wird, bei denen Organismen mit Stoffwechselelektronen gefüllt sind.[2]
8 Die Titanic'S Doom
Die berüchtigten RMS Titanic sank 1912. Sie blieb über 70 Jahre lang vermisst, bis das Wrack 530 Kilometer südöstlich von Neufundland, Kanada, gefunden wurde.
Im Jahr 2010 kehrte eine Expedition mit einem entmutigenden Käfer an die Oberfläche zurück. Beim Untersuchung der Titanic, Die Forscher haben eine neue Art von Bakterien erzielt. Halomonas titanicae wurde zu Ehren des Schiffes benannt, ein ironischer Schritt, als die Bakterien die konsumierten Titanic.
H. Titanicae Liebt Rost. Das ist im Grunde das, was das Schiff tut, überall rost.
Die zerbrechliche Ikone ruht auf dem Meeresboden über 3.8 Kilometer (2).4 mi) unter der Oberfläche und kann nicht wieder aufgebracht werden. Der schnelle Zerfall macht auch die Erhaltung zu einer unmöglichen Aufgabe.
Die Plus -Seite ist, dass der unersättliche Appetit der neuen Bakterien auf Rost verwendet werden kann. Leider schätzen Wissenschaftler, dass die Titanic könnte in ungefähr 20 Jahren verschwunden sein.[3]
7 Gehirnbakterien
Das Gehirn wird als steriles Organ angesehen. Ärzte wissen, dass Bakterien, wenn sie zwischen den Falten und Neuronen schauen, ein Zeichen für Krankheiten ist. Im Jahr 2018 untersuchten Wissenschaftler 34 Hirnproben. Der ursprüngliche Zweck war es, das Gehirn von Schizophreniepatienten mit denen von Menschen zu vergleichen, die nie unter der Erkrankung gelitten hatten.
Stattdessen zeigten die hochauflösenden Bilder immer wieder mysteriöse Stangen überall. Diese zufällige Entdeckung stellte sich als Bakterien heraus. Wenn die Organismen irgendwie im Gehirn heimisch wären, würde es das Buch über Neurologie verbrennen.
Die Forscher mussten sicherstellen, dass die Gehirne gesund waren und anschließend keine Anzeichen einer Bakterienerkrankung feststellten. Dies ließ die Möglichkeit einer postmortalen Kontamination zurück. Es folgten Tests auf nicht kontaminiert.[4]
Die DNA-Analyse lieferte einen soliden Hinweis-die Mikroben waren Firmicutes, Proteobacteria und Bacteroidetes, Typen, die normalerweise im menschlichen Darm gefunden wurden. Der Darmhirn-Link ist der Wissenschaft bekannt, aber noch nie zuvor eine so direkte Verbindung hergestellt wurde. Trotzdem bleibt der Zweck der Gehirnbakterien ein Rätsel.
6 epische Nasenschlachten
In den Nasen von Mäusen leben Bakterien Streptococcus pneumoniae. Meistens sind die Käfer harmlos, können aber tödliche Lungenentzündungen und Meningitis auslösen (eine Aktion, die auch die Bakterien abtötet).
Zu verstehen, warum S. Lungenentzündung würde Selbstmord begehen, Wissenschaftler untersuchten die Nasenpassagen von Mäusen und stellten fest, dass dieses Bakterium nicht die einzige Arten war, die die feuchte Umgebung liebten. Manchmal, Haemophilus Influenzae versucht zu Muskeln in. Die beiden Arten hassen sich gegenseitig und sobald sie sich treffen, bricht ein Krieg aus.
H. Influenzae entführt das Immunsystem des Wirts, um seinen Gegner mit weißen Blutkörperchen anzugreifen. Diese Strategie ist so brillant, dass das S. Lungenentzündung wird manchmal vollständig aus der Nase entfernt. Wenn der letztere jedoch zurückschließt, gehen die Dinge für den Gastgeber schief schief.
S. Lungenentzündung hat eine zuckerhaltige Hülle, eine Rüstung, die in 90 Sorten erhältlich ist. Die stärkeren Typen können die weißen Blutkörperchen bekämpfen, in das Immunsystem und das Gewebe des Körpers eindringen und letztendlich Krankheiten verursachen. Die menschliche Nase hat aller Wahrscheinlichkeit.[5]
5 Elektrische Pilze
Im Jahr 2018 wollte ein New Jersey -Labor eine erneuerbare Energiequelle schaffen. Wissenschaftler wandten ihre Aufmerksamkeit dem gemeinsamen Knopfpilz, einem reichlichen Pilz. Andere Zutaten waren Cyanobakterien und Kohlenstoffatome. Letztere bildeten Elektroden aus dünnen Blättern aus Graphen -Nanoribbons (GNRS).
Die Pilze, Organismen und Atome wurden nicht zufällig ausgewählt. Die Bakterien erzeugen photosynthetische Energie, und GNRs leiten elektrische Ströme. Die Pilze boten eine natürliche Umgebung für die Bakterien, einschließlich Feuchtigkeit und Nährstoffe, was keine künstliche Oberfläche mithalten konnte. Um diese symbiotische Beziehung herzustellen, wurde der 3-D-Druck verwendet, um die GNRs und die Bakterien auf den Pilz einzubetten.[6]
Das Experiment war erfolgreich. Die verschiedenen Muster der Kohlenstoffatome und der Bakterien ermöglichten es den beiden, als stabiles Netzwerk zu interagieren. Als das Licht auf dem Pilz leuchtete, haben sich die Organismen einen elektrischen Strom ausgelöst, der von den GNRs in Drähte geleitet wurde, die darauf warteten, den Strom zu ernten.
Im Moment können die Pilze nur eine schwache Strömung erzeugen. Zukünftige Anpassungen versprechen jedoch bionische Pilze, die mächtig, reichlich und eine grüne Energiequelle sind.
4 Erhöhtes Plagsrisiko
Die Bubonic Pest war so verheerend, dass die Geschichte sie am Ende als schwarzer Tod bezeichnen würde. Im 14. und 15. Jahrhundert töteten die tödlichen Bakterien in Europa bis zu 200 Millionen Menschen.
Heute sind Wissenschaftler zunehmend besorgt darüber, dass die globale Erwärmung einen weiteren Ausbruch verursachen könnte. Das ist nicht so verrückt, wie es sich anhört. Permafrost beherbert auf unbestimmte Zeit Bakterien, einschließlich einiger der schlimmsten Krankheiten auf dem Planeten. Wenn die gefrorenen Krankheitserreger auftauen, werden sie mit tödlicher Wirkung in die Umwelt freigesetzt.
Dies wurde 2016 zu einer tragischen Realität, als Melching Ice Anthrax in Sibirien veröffentlichte. Die Veranstaltung hat über 40 Menschen infiziert, ein Kind getötet und 1.500 Rentiere ausgelöscht. Das Pariser Abkommen, eine internationale Umweltinitiative, hat sich geschworen, das Anstieg der weltweiten Temperatur unter 1 zu erhalten.5 Celsius Grad (2.7 ° F). Einige Wissenschaftler glauben jedoch, dass die Vereinbarung nicht geehrt werden kann.
Die Auswirkungen sind erschreckend. Als die schwarze Pest in den 1340er Jahren begann, erlebte die Hitze der Welt eine 1.5-Celsius-Grad (2.7 ° F) Anstieg, was den tödlichen verursachten Yersinia pestis Bakterium zur Blüte. Sollte dies wieder passieren, könnte der weicher Permafrost globale Pandemien freigeben-und nicht nur den schwarzen Tod.[7]
3 Lebende Tattoos
Im Jahr 2017 wählte MIT Bakterienzellen für ein 3-D-Druckprojekt. Es führte zu einer der faszinierendsten Erfindungen, die jemals bakterien lebende Tattoos einbezogen haben. Das Ergebnis ähnelte einem Stick-On-Bild eines Baumes oder den verzweigten Linien der elektronischen Wege.
Bakterienzellen wurden ausgewählt, weil sie härter waren als die von Säugetieren und den Druckprozess überleben konnten. Sie waren auch mit Hydrogelen kompatibel, eines der Dinge, die erforderlich sind, um das Tattoo zu machen.
Erstens wurden die Bakterien konstruiert, um sich in verschiedene fluoreszierende Farben zu verwandeln. Der nächste Schritt bestand darin, eine Tinte zu entwickeln, die Hydrogel, die Zellen und Nährstoffe enthielt, um sie am Leben zu erhalten. Die Flüssigkeit war delikat genug, um im hochauflösenden Druck von 0 verwendet zu werden.03 Millimeter. Die Forscher zogen das Baummuster auf Elastomer. Dann wurde das Blatt auf die Haut eines Freiwilligen gelegt, die zuvor mit Chemikalien behandelt worden war.[8]
Wie sie konstruiert worden waren, leuchteten die Bakterien auf und wurden sichtbar, nachdem sie mit den Verbindungen in Kontakt kamen. Eine sehr entfernte Hoffnung besteht darin, eines Tages tragbare Flecken zu produzieren, die über einen bestimmten Zeitraum Medizin (wie Glukose) in den Körper eines Patienten freisetzen.
2 Sie produzieren festes Gold
Cupriavidus metallidurans ist eine bizarre Art. Es snackt an giftigen Metallen und kackt Gold. Die 2009 entdeckten Wissenschaftler mussten bis 2018 warten, um dieses Alchemie -Rätsel zu lösen.
Im Gegensatz zu den meisten anderen biologischen Organismen, C. Metallidurans gedeiht im Boden voller giftiger Schwermetalle. Zwei Membranen umgeben die Bakterien. Dazwischen existiert ein Raum namens Periplasma, und es wirkt wie eine Entgiftungskammer.
Normalerweise speichert der Periplasma überschüssige Kupfer. Dieses Metall wird für den Fütterungsprozess der Bakterien benötigt, aber zu viel kann es töten. Die jüngste Studie ergab, dass ein spezielles Enzym (CUPA) unnötiges Kupfer sicher in das Periplasma verwandelt wurde.
Gold ist eine schlechtere Gefahr. Wenn die Bakterien mit Goldionen in Kontakt kommen, einer instabilen Version des Edelmetalls, riskieren sie ernsthafte Schäden. Die Ionen können das Kupferentgiftungssystem stören.
Bemerkenswerterweise fanden die Forscher fest, dass die Bakterien ein zweites Enzym (COPA) entwickelten, um damit umzugehen. Copa verwandelt die Ionen in ein stabiles Metall im Periplasma. Sobald letzteres gefüllt ist.[9]
1 Sie berühren die Quantenwelt
Im Jahr 2018 wollten Wissenschaftler wissen, wo die Quantenwelt endete und die „reale“ Welt begann. Quantenphysik regiert unendlich winzige Dinge wie Partikel. Der Rest gehören wie Menschen und Bakterien zur anderen Seite.
Zum größten Teil wird angenommen, dass sich die Quanteneffekte auf nichts reduzieren, wenn sie in die größere Welt übergehen. Um zu beweisen, dass dies nicht der Fall war, sahen sich die Forscher noch einen Experiment an der Universität von Sheffield an der Universität von Sheffield ein weiteres Experiment an.
Während des Tests wurden Bakterien in einen Spiegelraum platziert und einer speziellen Lichtfrequenz unterzogen. Nur wenige Organismen zeigten Quanteneffekte, indem sie eine begrenzte Verbindung zwischen ihren photosynthetischen Molekülen und den Lichtelektronen zeigten. Dieser Zustand ist als Quantenkopplung bekannt.
Laut der Überprüfung von 2018 haben sich die Bakterien möglicherweise erheblich besser gemacht als die vorgeschlagene Sheffield -Studie. Neue Experimente lieferten positive Ergebnisse für die Verstrickung, ein wichtiger Quanteneffekt, der in Lebewesen noch nie zuvor gesehen wurde.[10]
Verstrickung ist die mysteriöse Fähigkeit, die zwei Einheiten geteilt haben, wenn sie ihre Staaten verbinden, obwohl sie durch unglaubliche Entfernungen getrennt werden. Eine interessante Möglichkeit ist, dass sich Bakterien entwickelt haben, um sich mit der Quantenwelt zu mischen, um unbekannte Vorteile zu nutzen.
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