Gordon Studer
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Bactéria conduz energia elétrica antes do surgimento da eletricidade

Pesquisadores acreditam que estas bactérias eletroativas contribuem para regular a química dos oceanos e da atmosfera

Carl Zimmer, The New York Times

13 de julho de 2019 | 06h00

A era da eletricidade começou no dia 4 de setembro de 1882. Nesse dia (noite), a Companhia de Iluminação Edison ativou sua usina elétrica em Nova York, e uma rede de fios de cobre adquiriu vida, levando a corrente a algumas dezenas de edifícios. Mas a natureza já havia inventado a rede elétrica. Em 1882, já se encontravam instalados milhares de quilômetros de fios - em campos, salinas, nos fundos lamacentos de rios - construídos por micróbios, que os usavam para transmitir eletricidade. Estas bactérias eletroativas alteram inteiros ecossistemas, e podem ajudar a controlar a química da Terra. “Embora a ideia pareça muito louca, nós temos um planeta elétrico”, disse John Stolz, microbiólogo da Universidade Duquesne, na Pensilvânia.

Em meados dos anos 1980, Stolz estava estudando um micróbio pescado no Rio Potomac por seu colega Derek Lovley. O micróbio, Geobacter metallireducens, tinha um curioso metabolismo. Como nós, o Geobacter se alimentava de compostos de carbono. Quando as nossas células quebram estes compostos para gerar energia, elas removem os elétrons livres e os transferem para átomos de oxigênio, produzindo moléculas de água. Entretanto, o Geobacter não pode usar o oxigênio porque vive no fundo do Potomac, onde este elemento é extremamente escasso.

Em vez disso, o geobacter transfere seus elétrons para o óxido de ferro, ou ferrugem. O processo ajuda a transformar a ferrugem em magnetita, entretanto, o geobacter não importou a ferrugem. Então, como retirou os elétrons do seu corpo celular para ligá-los a partículas de ferrugem?

No início dos anos 2000, a equipe de Lovley descobriu que o geobacter podia detectar a ferrugem. O micróbio reagia com o crescimento de algo semelhante a pelos. Talvez cada um destes pelos, conhecidos como pili, fosse na realidade um fio que se agarrava à ferrugem, pensou Lovley. “Na época, a ideia pareceu uma muito maluca”, afirmou.

Mas ele e a equipe encontraram várias indicações que sugeriam que o pilus na realidade é um fio vivo. Em um dos experimentos, quando o geobacter foi impedido de fazer pili, a bactéria não conseguiu transformar a ferrugem em magnetita. Em outro, a equipe arrancou pelos da bactéria e os tocou com um sensor eletrificado. A corrente desceu pelos fios.

Não só os fios do geobacter se prendem diretamente à ferrugem, como também se prendem a outras espécies de micróbios. Seus parceiros usam a eletricidade para acionar as próprias reações químicas. O microbiólogo dinamarquês, Lars Peter Nielsen, descobriu uma maneira diferente de construir um fio microbiano. Ele retirou um pouco de lama da Baía de Aarhus e a levou para o laboratório. Quando colocou sensores na lama, notou as reações químicas.

Na base da lama, ele descobriu a formação de um gás fétido chamado ácido sulfídrico. O gás sobe até a superfície, onde bactérias que respiram oxigênio o quebram. Mas o ácido sulfídrico da lama de Aarhus nunca chegava até a superfície; algo o destruía. Se as bactérias do fundo da lama quebrassem o ácido sulfídrico sem o oxigênio, concluiu Nielsen, acumulariam outros elétrons. Isto só podia ocorrer se pudessem livrar-se dos elétrons. “Imaginei que poderiam ser fios elétricos, e então pude explicar todo o processo”, afirmou.

Ele percebeu que cada fio corre verticalmente através da lama, com até cinco centímetros de comprimento. Cada “bactéria-cabo” é feita de milhares de células empilhadas umas sobre as outras. Quando as bactérias do fundo quebram o ácido sulfídrico, liberam elétrons, que sobem para a superfície. Ali, as bactérias usam os elétrons para produzir água.

As “bactérias-cabos” foram encontradas em poças deixadas pelas marés, fiordes, salinas e em mangues no mundo todo. Somente em sedimentos, 6.45 centímetros quadrados podem conter até 12 quilômetros de cabos. Micróbios eletroativos são tão abundantes que os pesquisadores suspeitam que correntes bioelétricas podem induzir o crescimento de uma variedade de outras espécies. Alguns acreditam que estas bactérias eletroativas contribuem para regular a química dos oceanos e da atmosfera.

Entretanto, há muito ainda a descobrir a respeito dos micróbios, mas os cientistas estão muito animados com o seu potencial. Uma equipe da Universidade Cornell em Ithaca, Nova York, tenta ligar as bactérias a painéis solares que captariam a luz solar e gerariam elétrons, os quais poderiam ser usados pelas bactérias para transformar o açúcar em combustível. Outros pesquisadores pensam em usar estes filamentos como sensores. Uma pulseira com fios embutidos poderia monitorar a saúde de uma pessoa produzindo corrente elétrica ao detectar mudanças químicas na transpiração, por exemplo.  Mas Nielsen disse que está evitando a correria tecnológica. Há muito para aprender ainda. “Quando aprendermos do que são feitos estes fios e como funcionam, aparecerão as aplicações possíveis”, projetou. / TRADUÇÃO DE ANNA CAPOVILLA

 

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