La batterie électrochimique est considérée comme un exemple fort de l'ingéniosité humaine. Mais il s'avère que de longues bactéries filiformes dans les fonds marins maîtrisent cette astuce depuis des millions d'années.
La pile électrochimique a été inventée en 1800 par Alessandro Volta et est largement considérée comme un exploit de l'ingéniosité humaine. La nouvelle recherche montre maintenant que de longues bactéries filiformes dans les fonds marins maîtrisent cette astuce depuis des millions d'années.
En 2010, une bactérie a été découverte lors d'une expérience en laboratoire qui produit de l'électricité et peut conduire des électrons sur une longue distance. De nouvelles recherches de la Vrije Universiteit Brussel (VUB) montrent maintenant que ces bactéries ne sont pas une curiosité de laboratoire, mais sont répandues dans l'océan. «En menant une recherche ciblée dans la mer du Nord et la région du delta, nous avons découvert que les fonds marins contiennent en fait des bactéries qui génèrent de l'électricité», explique le professeur Filip Meysman, chef d'équipe. "En passant au crible les dossiers génétiques, nous savons que ces micro-organismes peuvent être trouvés dans toutes sortes d'habitats dans l'océan, comme dans les mangroves, les fonds marins sous les fermes piscicoles et même dans les bouches hydrothermales de l'océan profond."
Fabriquer une batterie naturelle donne à ces bactéries un gros avantage dans la compétition pour les nutriments riches en énergie. «Les bactéries sont 100 fois plus fines qu'un cheveu et forment un brin de spaghetti allongé de milliers de cellules qui se transmettent des électrons», explique Meysman. « En produisant de l'électricité, les bactéries puisent leur énergie dans les fonds marins de manière ingénieuse. La partie inférieure du brin est enfouie à plusieurs centimètres de profondeur dans le fond marin, où elle extrait des électrons de composés soufrés riches en énergie. Ensuite, les électrons passent de cellule en cellule. Au sommet, les électrons sont libérés par d'autres cellules dans l'oxygène, qui n'est présent qu'en très fine couche à la surface du fond marin. Le résultat est qu'un courant électrique est créé dans le fond marin, de bas en haut. C'est la première fois qu'une pile biologique digne de ce nom est découverte dans la nature.'
Une nouvelle forme de vie
Toutes les cellules vivantes ont besoin d'énergie, et leur approvisionnement en énergie se fait de manière similaire, des bactéries aux éléphants. La règle est « chacun pour soi », chaque cellule vivante fabrique sa propre énergie. Les bactéries nouvellement découvertes sont uniques parce que les différentes cellules des bactéries travaillent ensemble pour leur approvisionnement en énergie, différentes cellules fournissant une partie de l'approvisionnement en énergie. «Ce mécanisme, dans lequel les bactéries fabriquent de l'électricité et transportent des électrons sur de grandes distances, surprend les microbiologistes, explique Meysman. « Cela change complètement notre vision de la façon dont les cellules peuvent fonctionner ensemble. C'est comme avoir deux frères, l'un inspirant seul et l'autre expirant seul. Cela montre à quel point l'évolution biologique peut être inventive."
Smartphones bactériens
Conduire efficacement l'électricité dans les matériaux organiques est le Saint Graal de la science des matériaux. De nombreuses recherches sont menées à ce sujet, entre autres pour concevoir des cellules solaires légères et flexibles. Il semble maintenant qu'une bactérie des fonds marins ait déjà inventé cette astuce. «Si nous savons comment nos bactéries gèrent cela, cela offre de grandes opportunités pour la recherche innovante dans les matériaux et les applications bioélectriques. Peut-être qu'un smartphone fonctionnera sur de minuscules fils bactériens conducteurs d'ici 10 ans.'
