ไม่เหมือนสิ่งมีชีวิตอื่นๆ บนโลกใบนี้รวมทั้งแบคทีเรียอีกหลายชนิด เจ้าแบคทีเรียที่ว่านี้กินอิเล็กตรอนเป็นอาหารและหายใจด้วยอิเล็กตรอน (electric bacteria) ซึ่งอิเล็กตรอนเหล่านี้เก็บเกี่ยวได้จากก้อนหิน โลหะ และผิวของแร่ธาตุ เพียงแค่วางขั้วไฟ้ฟ้าลงพื้นและปล่อยกระแสไฟฟ้าให้มีการไหลของอิเล็กตรอนเจ้าแบคทีเรียที่ว่านี้จะมากินกระแสไฟ้ฟ้า พวกเราสามารถเจอแบคทีเรียประหลาดเหล่านี้ได้ทั่วไป ที่รู้จักดีมี 2 ชนิด คือ Shewanella และ Geobacter เมื่อเร็วๆ นี้ การค้นพบแบคทีเรียที่กินอิเล็กตรอนเป็นอาหารอีก 8 ชนิดกำลังจะถูกเผยแพร่ ซึ่งเป็นการค้นพบของ Annette Rowe ซึ่งเป็นนักศึกษาระดับปริญญาเอกของ Kenneth Nealson จาก University of Southern California ลอสแอนเจลิส

Nealson พูดว่า แต่แบคทีเรียนี้ไม่ใช่เรื่องน่าประหลาดมาก การกินอาหารของสิ่งมีชีวิตอื่นๆ บนโลกก็เกี่ยวข้องกับอิเล็กตรอน โดยพวกเราจะกินน้ำตาลซึ่งเป็นส่วนประกอบในอาหาร ซึ่งน้ำตาลจะมีอิเล็กตรอนอยู่มาก แล้วเซลล์ของพวกเราจะสลายน้ำตาลซึ่งต้องใช้ปฏิกิริยาเคมีหลายปฏิกิริยา ซึ่งระหว่างผ่านแต่ละปฏิกิริยาอิเล็กตรอนก็เคลื่อนที่ไปด้วยจนในที่สุดเคลื่อนที่มาถึงออกซิเจน ในระหว่างการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนนี้จะมีการสร้าง ATP ซึ่งเป็นหน่วยเก็บสะสมพลังงานของเซลล์

ทีมวิจัยของ Nealson มีวิธีเลี้ยงแบคทีเรียเหล่านี้โดยตรงบนขั้วไฟฟ้า และใช้กระแสไฟฟ้าให้มันมีชีวิตอยู่ได้โดยไม่ใช้น้ำตาลหรือสารอาหารอื่นๆ โดยทีมวิจัยได้เก็บตะกอนจากก้นทะเลกลับมายังห้องปฏิบัติการและแทรกขั้วไฟฟ้าเข้าไปในตะกอน ขั้นตอนแรกวัดค่าศักย์ไฟฟ้าโดยธรรมชาติของตะกอน ก่อนที่จะให้ศักย์ไฟฟ้าที่แตกต่างจากธรรมชาติเล็กน้อย ถ้าให้ศักย์ไฟฟ้าที่สูงกว่าเล็กน้อยจะให้อิเล็กตรอนจำนวนมากออกมา ในขณะที่ถ้าให้ศักย์ไฟฟ้าที่ต่ำกว่าเล็กน้อยทำให้ขั้วไฟฟ้ายินดีรับอิเล็กตรอนจากที่ไหนก็ได้ที่ปล่อยอิเล็กตรอนออกมา ดังนั้นเชื้อจุลินทรีย์ในตะกอนสามารถกินอิเล็กตรอนเมื่อให้ศักย์ไฟฟ้าที่สูงกว่าเล็กน้อยหรือหายใจด้วยอิเล็กตรอนบนขั้วไฟฟ้าที่มีศักย์ไฟฟ้าต่ำกว่า ผลก็คือทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า ทีมวิจัยตรวจจับกระแสไฟฟ้านั้นสามารถติดตามสิ่งมีชีวิตที่สนใจ

การศึกษาแบคทีเรียเหล่านี้ยังมีประโยชน์ในการตอบคำถามที่น่าสนใจว่าสิ่งมีชีวิตต้องการพลังงานน้อยที่สุดเท่าไรในการดำรงชีวิต เพื่อตอบคำถามนี้ Yuri Gorby นักจุลชีววิทยาที่ Rensselaer Polytechnic Institute ใน Troy นิวยอร์ก พูดว่า แบคทีเรียควรจะเจริญระหว่างขั้วไฟฟ้า 2 ขั้ว ไม่ใช่ขั้วเดียว โดยแบคทีเรียจะกินอิเล็กตรอนจากขั้วไฟฟ้าขั้วหนึ่งและใช้อิเล็กตรอนเป็นแหล่งของพลังงาน ต่อจากนั้นปล่อยอิเล็กตรอนออกที่อีกขั้วไฟฟ้าหนึ่ง ในสถานการณ์เช่นนี้แบคทีเรียจะดำรงชีวิตอยู่ได้ตลอดกาลด้วยขั้วไฟฟ้าทั้งสองขั้วนี้ หลังจากนั้นให้ปรับเปลี่ยนศักย์ไฟฟ้าที่ขั้วไฟฟ้าทั้งสองจนกระทั่งพอให้แบคทีเรียพอดำรงชีวิตอยู่ได้

ที่มา: Catherine Brahic. NewScientist (July 16, 2014). Meet the electric life forms that live on pure energy. Retrieved August 14, 2014, from http://www.newscientist.com/article/dn25894-meet-the-electric-life-forms-that-live-on-pure-energy.html#.U-xZsWOtSXY

MTEC
BIOTEC
NECTEC
NANOTEC

tsp

AIMI

nctc

ผลงานวิจัยพร้อมถ่ายทอด

ฐานข้อมูลหน่วยงานภาครัฐ

 
สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.)
เป็นหน่วยงานของรัฐที่จัดตั้งขึ้นเพื่อศึกษาวิจัยและพัฒนาทางด้านวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีเพื่อการพัฒนาประเทศไทย ไม่ได้มีวัตถุประสงค์เพื่อแสวงหากำไร
หากท่านพบว่ามีข้อมูลใดๆ ที่ละเมิดทรัพย์สินทางปัญญาปรากฏอยู่ในเว็บไซต์ของสำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ
โปรดแจ้งให้ทราบเพื่อดำเนินการแก้ปัญหาดังกล่าวโดยเร็วที่สุดต่อไป