Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

AU-forskere bag epokegørende naturopdagelse

Der foregår ting i naturen, vi overhovedet ikke har styr på, siger en af forskerne bag opdagelsen af, at bakterier samarbejder over store afstande gennem elektriske netværk.

 

Af Helge Hollesen
hho@adm.au.dk

Først viste de, at nogle dyr kan leve uden ilt. Og i sidste uge rokkede de fire forskere fra Aarhus Universitet så endnu en gang ved vedtagne sandheder om naturens indretning. I en opsigtsvækkende artikel i Nature påviste de nemlig, at bakterier samarbejder over store afstande gennem elektriske netværk.
    Den overraskende nye viden om kredsløb i naturen vil nu sætte en ny dagsorden for fremtidens biologi og geologi. De nuværende modeller for, hvordan havbunden fungerer, skal også revideres efter Århus-forskernes undersøgelser af mudder fra bunden af Århus Bugt.
    Og som det ofte før er set med skelsættende forskning, er den også denne gang et resultat af tilfældigheder og mod til at tænke ud over de vante rammer.

Vild idé

De fire forskere kom på sporet af den ny viden i forbindelse med et projekt om kæmpebakterier på havbunden. Til det formål opbevarede de sedimenter fra havbunden i glas, men glemte et af disse glas et par uger. For sjov lavede de en måling for at se, hvad der var sket i glasset, og opdagede så, at der flere centimeter nede i havbunden ikke var mere svovlbrinte. Den burde kun forsvinde, hvis der også var ilt, men ilt ville aldrig kunne nå så dybt ned. Samtidig viste andre forsøg, at svovlbrinten var intakt i de sedimenter, som blev opbevaret i iltfri glas.
   – Vi forstod det simpelthen ikke og lod problemet ligge et stykke tid, fortæller lektor Lars Peter Nielsen fra Biologisk Institut. Han har stået i spidsen for forskerteamet og fandt nøglen til at løse gåden takket være en sen natlig indskydelse.
   – Jeg fik den vilde idé, at havbunden kunne være gennemvævet af naturskabte elektriske ledninger. Og nu har vi så meget overbevisende evidens for, at naturen har sit eget elektriske kredsløb. Det spørgsmål har forskerne spekuleret over i mere end 50 år uden at kunne blive enige, forklarer Lars Peter Nielsen. (Se også boks).

Sammentømret hold

Holdet, der nu har åbnet for en lidt bedre forståelse af naturen, består ud over Lars Peter Nielsen af postdoc Nils Risgaard-Petersen fra Biologisk Institut, seniorforskerne Henrik Fossing og Peter Bondo Christensen fra Danmarks Miljøundersøgelser (DMU) samt japaneren Mikio Sayama.
    De fire danske forskere har kendt hinanden siden studietiden for 25-30 år siden og har arbejdet sammen i flere projekter, også længe før DMU blev en del af Aarhus Universitet i 2007.
   – Vores samarbejde har ofte foregået i større anvendelsesorienterede projekter, mens den deciderede grundforskning har været en mindre del af det, forklarer Henrik Fossing, der også har en fortid på Biologisk Institut. Han ser muligheden for at dyrke de uventede resultater som den store forskel mellem DMU og instituttet på universitetet.
   – Når der på DMU er afsat et bestemt antal timer til at løse en bunden strategisk forskningsopgave, så går man den sikre vej, fastslår han. Derfor har arbejdet med bakteriernes elektriske samliv også delvist været et fritidsprojekt.

Tro på data

Lars Peter Nielsen er overbevist om, at andre forskere har stået med de samme data, som AU-holdet har haft adgang til. De har bare ikke passet ind i deres verdensopfattelse.
   – Men vores gamle professor Henry Blackburn lærte os, at man skal tro på sine data. Hvis de ser mærkelige ud, skal du ikke straks tro, det er din fejl, men overveje, hvad der kan forklare dine data, hvis de virkelig er rigtige. Og det har betydet meget for mig, siger Lars Peter Nielsen.
    Samme tro på data fandt forskerne ikke i Forskningsrådet for Natur og Univers, som ikke ville give penge til udforskningen af bakteriernes elektriske samliv. Den blev i stedet delvist finansieret af 300.000 kr. fra den pulje, som Aarhus Universitets Forskningsfond afsatte til tværgående forskningsprojekter i forbindelse med fusionen i 2007.
   – Det er de eneste penge, vi har kunnet bruge ret frit og alligevel få tilgivelse for, at det ikke var i overensstemmelse med projektbeskrivelsen. Så de har været meget værd, fastslår Lars Peter Nielsen. 

Begrænset viden

Måske var tanken om, at bakterier danner elektriske ledninger, for vanvittig til at forskningsrådet turde støtte den, gætter Nils Risgaard-Petersen. Men han advarer mod kun at fortolke verden ud fra den viden, vi har.
   – Den viden er meget begrænset, og derfor skal der også være plads til skæve data, der ikke passer ind i vores gængse syn på naturen, siger han.
    Nils Risgaard-Petersen var selv med til at skabe ny viden, da han i 2006 stod i spidsen for et forskerhold, som i Nature offentliggjorde opdagelsen af små encellede dyr, der ånder med nitrat i stedet for ilt. At han kom på sporet af dem skyldtes også undren over nogle tilsyneladende mærkelige data. Men den undren førte altså til opdagelsen af, at ikke bare bakterier, men også højerestående organismer er med til at redde vandmiljøet, fordi de ånder nitrat, når ilten slipper op.
    Nils Risgaard-Petersen og Lars Peter Nielsen har siden rejst jorden rundt på en række ekspeditioner – bl.a. den danske Galathea-ekspedition – og fundet nitratåndende dyr overalt. Og meget tyder på, at de i nogle havområder fjerner op til 70 procent mere nitrat, end forskerne hidtil har regnet med.
    For Nils Risgaard-Petersen er læren af de to forskningsprojekter klar:
   – Der foregår ting i naturen, som vi overhovedet ikke har styr på, og det skal vi være mere åbne over for, siger han.

Se også www.youtube.com/watch?v=eK2EaxCxL_E

Bakteriernes elektriske samliv

Sådan kan man populært forestille sig bakteriernes elektriske samliv i havbunden: De øverste par centimeter af havbunden er gennemvævet af elektriske ledninger, som bakterierne selv har skabt, og overalt er bakterier koblet på det elektriske netværk.

Bakterierne i havbunden har ingen adgang til ilt. For at få energi ud af maden må de af med elektroner, som sendes op gennem ledningerne. Øverst i havbunden er der ilt. Her bruger bakterierne så elektronerne fra de nederste bakterier til at få energi ud af ilten. Populært sagt spiser bakterierne nede i havbunden på alles vegne, mens bakterierne øverst oppe trækker vejret for alle. På den måde får alle bakterier energi. Afstanden fra de øverste til de nederste bakterier er op til 20.000 gange bakteriernes egen størrelse. Omregnet til menneskelig målestok svarer det til afstanden mellem Århus og Samsø!