Imaginez trouver un fil électrique sous tension dans un tas de boue. Imaginez maintenant que ce fil est en fait une bactérie. Dans la boue grise de la baie de Yaquina, dans l’Oregon, un groupe de chercheurs a identifié un micro-organisme qui se comporte comme un conducteur électrique. LE'Electrothrix yaqonensis, c'est le nom de la nouvelle espèce, qui non seulement transporte une charge électrique, mais le fait sur des distances qui semblaient impossibles dans le monde biologique. Cela peut sembler être une curiosité de laboratoire, mais les implications de cette découverte vont bien au-delà.
Un câble vivant dans la boue
Candidatus Electrothrix yaqonensis Il appartient à un groupe très particulier de bactéries. Contrairement à la plupart des microbes, qui exercent toutes leurs fonctions au sein d’une seule cellule, ces bactéries fonctionnent comme de longues chaînes de cellules, des filaments qui s’étendent jusqu’à plusieurs centimètres à travers le sédiment. Une taille énorme selon les normes microbiennes.
Mais ce n’est là que la partie émergée de l’iceberg de leurs bizarreries. Dans les couches les plus profondes et sans oxygène de la boue, certaines cellules « respirent » les sulfures, en extrayant des électrons. À la surface, juste sous l’eau, d’autres cellules complètent le processus en transmettant ces électrons à l’oxygène. L’ensemble du filament fonctionne comme un câble électrique, reliant la chimie anaérobie des profondeurs aux réactions avec l’oxygène à la surface.
« Bactéries du câble électrique » : une découverte électrisante
L'équipe de microbiologistes dirigée par Cheng Li e Clare Reimers dell 'Oregon State University découvert cette espèce en 2019, cachée dans les sédiments de la baie de Yaquina. Les chercheurs ont passé 14 mois à isoler et à cultiver cette étrange bactérie creuse en laboratoire. Et l’effort a payé.
L’équipe a réussi à extraire un génome complet et à caractériser l’organisme, de la forme cellulaire au flux d’électrons. Génétiquement, YB6 (le nom de code du laboratoire) est unique, suffisamment distinct pour mériter son propre nom, choisi en l'honneur du peuple Yako'n, la tribu indigène dont les terres ancestrales comprennent la baie de Yaquina.
« Nommer une bactérie écologiquement importante d’après le nom d’une tribu reconnaît son lien historique avec la terre et reconnaît ses contributions continues à la connaissance écologique et à la durabilité », a-t-elle expliqué. Cheng Li.
Un conducteur biologique unique
Au microscope, les filaments de cette bactérie présentent les crêtes externes caractéristiques des bactéries du câble. Il possède des fibres conductrices qui transportent l’électricité, mais elles sont inhabituellement grandes, jusqu'à trois fois plus grandes que celles des espèces connues. Et contrairement aux crêtes droites de ses parents, celles de YB6 se courbent en une torsion hélicoïdale.
Lorsque les chercheurs ont mesuré les courants électriques en plaçant des filaments YB6 sur des électrodes en or, les résultats ont été surprenants : sous une tension douce, les filaments ont conduit des courants de l’ordre du microampère. Pas assez pour alimenter votre téléphone, mais une énorme quantité d’énergie au niveau microbien.
Applications potentielles du câble électrique biologique
La découverte de Ca. Electrothrix yaqonensis est avant tout une curiosité biologique remarquable. Il illustre comment la vie a évolué vers des comportements complexes tels que la coopération cellulaire à longue distance sans nerfs, cerveaux ou membres. Cela suggère également à quel point la diversité microbienne nous manque encore.
Mais il existe également la possibilité fascinante d’utiliser réellement ces bactéries dans les processus bio-électrochimiques. En d’autres termes, les chercheurs se demandent si nous pourrions exploiter leur capacité conductrice naturelle.
Imaginez utiliser la biologie pour faire pousser du fil électrique au lieu de fondre du cuivre. Ou utiliser des bactéries pour auto-assembler des réseaux conducteurs souterrains. Ou même les utiliser comme capteurs naturels de la qualité de l’eau et de la pollution. Ce ne sont là que quelques-unes des pistes envisagées par les scientifiques.
Pour l’instant, YB6 reste un fil conducteur dans un tableau plus vaste de l’électricité microbienne que nous commençons seulement à comprendre. La boue sous nos pieds est plus « câblée » que nous le pensions. Comme l’a montré l’équipe de recherche, si vous voulez découvrir les électriciens cachés de la nature, il suffit parfois de se salir les mains.
l'étude a été publié dans le magazine Applied and Environmental Microbiology.
