Rätsel um Stromfluss im Meeresboden gelöst

  • Schematische Darstellung der hauchdünnen, aber zentimeterlangen Ketten von 
Bakterien (blau), die wie Kabel Strom leiten können. In einem Fingerhut voll 
Meeresboden finden sich etliche Meter der Bakterienkabel.
    illustration: mingdong dong et al.

    Schematische Darstellung der hauchdünnen, aber zentimeterlangen Ketten von Bakterien (blau), die wie Kabel Strom leiten können. In einem Fingerhut voll Meeresboden finden sich etliche Meter der Bakterienkabel.

Wissenschafter entdecken bisher unbekannte Bakterien, die sich zu Ketten anordnen und wie elektrische Kabel funktionieren

Aarhus/Wien - Dass Elektrizität und Salzwasser eher schlecht zusammengehen, merkt man spätestens dann, wenn das eigene Handy einen kleinen Tauchgang im Meer macht. Entsprechend groß war die Überraschung, als ein Forscherteam vor zwei Jahren elektrische Stromflüsse im Meeresboden entdeckte. Wie aber kann es sein, dass zwischen verschiedenen Bodenschichten am Meeresgrund Strom fließt?

In der heutigen Ausgabe der Fachzeitschrift "Nature" präsentiert das Team aus deutschen, dänischen und chinesischen Wissenschaftern die Lösung: "Unsere Experimente zeigen, dass die elektrischen Verbindungen im Sediment feste, mit Bakterien verbundene 'Leitungen' sein mussten", sagt Christian Pfeffer, Doktorand an der dänischen Universität Aarhus und Erstautor der Publikation.

Pfeffer und seinen Kollegen gelang es zunächst, mit dünnen Metalldrähnten, die sie horizontal durch das Sediment zogen, den Stromfluss zwischen den Bodenschichten unterbrechen - prompt änderten sich einige biochemische Prozesse im Sediment. Wurde verhindert, dass Bakterien ihre Kabel durch das Sediment ziehen konnten, stellte sich der Stromfluss erst gar nicht ein.

Bisher unbekannte Bakterienart

Auf der Suche nach den Leitungen fanden die Forscher bisher unbekannte Bakterien, die extrem lange, vielzellige Ketten bilden. Doch erst als die Forscher in ihrem Inneren drahtartige Fasern entdeckten, die von einer Membran umschlossen alle Zellen vom einen zum anderen Ende verbinden, begannen sie zu glauben, dass diese Bakterien wirklich wie elektrische Kabel funktionieren.

Obgleich hundertmal dünner als ein menschliches Haar ähneln die Kabelbakterien herkömmlichen Stromkabeln, in denen mehrere isolierte Drähte Strom leiten können. Die Forscher entdeckten außerdem, dass in den obersten zwei Zentimetern eines einzigen Quadratmeters Meeresboden mehrere tausend Kilometer Bakterienkabel liegen können. Anders als andere Organismen können die Kabelbakterien mit Sauerstoff atmen, obwohl der größte Teil ihrer Zellen im sauerstofffreien, aber nährstoffreichen tieferen Teil des Meeresbodens steckt. Dazu muss bloß ein Teil des Kabels Zugang zum Sauerstoff an der Oberfläche haben.

"Diese Entdeckung revolutioniert unser Verständnis der Biologie des Meeresbodens", erklärt Lars Peter Nielsen, Chef der bio-geo-elektrische Forschung an der Universität Aarhus. Und: "Die leitenden Fasern im Inneren der Kabelbakterien könnten für Elektronik und Technik ausgesprochen interessant sein." (tasch, DER STANDARD, 25.10.2012)


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Nature

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Der Schwarm

ist im Aufbau!!!

Der Zweck der elektrischen Leitung

Was aus dem Artikel nicht klar hervorgeht: Der biologische Sinn dieser vertikalen "Stromleitungen" besteht darin, Elektronen vom anaeroben (sauerstoffarmen) tieferen Sediment in die oberen Schichten zu bringen, wo sie an Sauerstoff abgegeben werden (=Atmung). Daher verändern sich auch die Stoffwechselprozesse in der tieferen Sedimentschicht, wenn die elektrische Verbindung unterbrochen wird.

Pressemitteilung mit netten Bildern: http://scitech.au.dk/fileadmin... eria01.pdf

nachdem jemand ja schon so nett war und die Dicke der bakterien in badewannen umgerechnet hat, möchte ich auch meine berechnungen veröffentlichen:
durchmesser bakterie = circa exakt 1µm (ausgehend von der haar-dicke laut ISO 82810/2)
also 0,001mm

Konnte den Artikel leider nicht zu Ende lesen,

der erste Satz war schon zu blöd, um weiterzumachen.

schön, dass sich allle so sehr für Infotainment begeistern.

Ich hoffe dennoch weiterhin, hier mal auf einen wissenschaftlichen Artikel zu stoßen.

schaut doch Galileo, ihr Affen!

eine gezielte stromleitung in stromleitender umgebung ist nicht trivial

jetzt müsste man nur noch bakterien finden, die sich wie neuronen im gehirn zusammenlagern und wir bekommen eine ganz neue vorstellung von bewustsein

Elektrizitätswerk aus dem Ozean

Das wäre doch mal ein interesantes Forschungsgebiet! Man stelle sich vor: Akku geht unterwegs auf der Urlaubsreise leer, weit und breit keine Steckdosen zum anstöpseln... Also packt man seinen Akku in ein "Meerwasser-Ladegerät", bindet es an eine Angelschnur und wirft sie dann zum Aufladen ins Meer. Wenn der Akku vollgeladen ist, kurbelt man das Teil wieder aus dem Meer ...
:)

Also bevor ich auf einer Reise fernab der Zivilisation prophylaktisch auch noch eine Angel und ein "Meerwasser-Ladegerät" für das Satellitentelefon mitschleppe, würde ich mir offen gesagt eher ein kleines Mini-Solarpanel oder einen winzigen Kurbelgenerator mitnehmen. Wär nicht nur platzsparender, sondern funktioniert auch an Land und wo sich diese Bakterien vielleicht grad nicht niedergelassen haben. :)

wäre interessant, ob es da einen Bezug zu Nervenzellen gibt

die sind ja schließlich auch Stromleiter.

Aber das wird wohl noch kommen?

Vor allem - wessen Nervenzellen sind das?

Am Ende ist unser Planet doch noch ein biologisches Wesen???

Hört sich verrückt an, ist aber gar nicht so unlogisch, wenn man bedenkt dass die Mehrzahl der Zellen die unseren Körper bilden eigentlich gar nicht dazu gehören sondern Fremdlebewesen/Fremdzellen sind, die mit uns in Symbiose leben und die wir mit uns herumschleppen.

Äußerlich ähnelt diese Anordnung von Zellen ja schon sehr stark einem (myelinisierten) Axon.

ionische lösungen (z.b. meerwasser, also eine 9%-ige nacl-lösung) leiten den strom gut. eben wegen der ionen die hier als ladungsträger fungieren (wie sonst die e- im metall). deswegen geht das handy auch kaputt, eben weil salzwasser leitet und es damit kurz geschlossen werden kann.

Ja klar! So hab ich das noch nie gesehen. Dabei ist es so einfach... Das heisst, ich kann mein Handy gerne mal in ROH2O oder ddH2O baden.

RO H2O ist nicht deionisiert.

Am besten RO-H2O durch einen leeren Kationen und einen Anionentauscher schicken, dann haben sie deIonisiertes Wasser.

Leider (für elektrische Geräte) hat Wasser die Kapazität zu HO- und H3O+ zu dissoziieren, damit haben sie in reinem Wasser ~10^-7 Mol/L HO- und H3O+ Ionen (entspricht pH7).
auch deionisiertes Wasser leitet Strom, wenn auch ungleich schlechter als Salzwasser. Wenn sie also sehr viel Glück haben dann reicht der Widerstand von reinem Wasser damit sie keinen kurzen kriegen.

Solang sie das Handy dabei abgeschaltet haben und erst wenns wieder trocken ist aufdrehn seh ich kein Problem.
(Bei Salzwasser würden sich hygroskopische Ablagerungen bilden die dann wieder irgendwo zu nem kurzen führen weil sie immer feucht sind)

Und wir Menschen legen eigene Kabel da unten

... wo doch schon genug dort sind ...

Mal sehn wann's auf die Idee kommen diese zu nutzen ... oder wurde hier gerade der Grundstein für Biologische Geräte / Handies / Fahrzeuge / Raumschiffe gelegt ?

Wow, diese Meldung haut einen ja echt aus den Socken

Nein, ganz im Ernst. Das ist eine total spannende Entdeckung. Aber wo bekommen die ihren Strom her??? Zitterrochen ärgern?

Soweit ich begriffen habe, entsteht die Potentialdifferenz durch die unterschiedlichen Stoffwechselvorgänge in der obersten (aeroben) Sedimentschicht (Sauerstoffreduktion) und und tiefer liegenden (anaeroben) Sedimentschichten (Oxidation von Sulfiden). Die neu entdeckten Bakterien überbrücken mit ihren Kabeln die relativ scharfe Grenze zwischen den beiden Sedimentschichten und es fließt ein Strom.
Hier gibt's einen link zum Originalartikel:
http://scitech.au.dk/fileadmin... proof2.pdf
(pdf mit ~800kb)
(Bio-)Chemiker bitte vortreten und genauer erklären bzw. korrigieren!

frag mich schon wann apple die bakterien verklagt... diese kabel sehen doch eindeutig so aus wie dies des iphones ?!

:D

Dass Elektrizität und Salzwasser eher schlecht zusammengehen, merkt man spätestens dann, wenn das eigene Handy einen kleinen Tauchgang im Meer macht.

Ang´rennt ????

Salzwasser leitet hervorragend Strom.
(Deswegen geht ja auch u.a. das Handy kaputt)

Gibt da auch viele "single wire" HGÜ´s wo mit nur einer Leitung (und Retourweg Salzwasser) der Strom übertragen wird.

Ist die Einleitung selbst erfunden oder abgeschrieben ??

Währenddessen ein Handy,

in eine mit Süßwasser gefüllte Badewanne geschmissen, das wohl - laut Standarddefinition - unbeschadet übersteht?

Wenn man NICHT zwischen den Zeilen liest,

kann man einen Standard-Artikel lesen ohne danach unnötige Fragen zu stellen ...

Wenn Sie es ordentlich trocknen, bevor Sie es wieder einschalten

wird es mit großer Wahrscheinlichkeit danach wieder funktionieren.
Nach Salzwasserkontakt ist es wurscht wie gut Sie es trocknen, die Kontakte werden Ihnen trotzdem wegrosten.

Was ja aber nicht daran liegt, dass Salzwasser keinen Strom leitet, nicht? ;-)

Sollte sicher eine Anspielung auf den ersten Absatz sein:
"Dass Elektrizität und Salzwasser eher schlecht zusammengehen, merkt man spätestens dann, wenn das eigene Handy einen kleinen Tauchgang im Meer macht."

Die IRR!!

\O_O/

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