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根据一项新的研究，海洋沉积物中的细菌似乎将纳米线串联起来，以连接互补但空间上分离的化学过程。这一发现是自然电路桥接宏观间隙的首个例子，在本例中，间隙超过一厘米，以调节两侧的生物地球化学过程。
在沉积物表面之下，有大量的硫化氢和碳供细菌通过氧化作用（或去除电子）消耗，但电子受体位于沉积物表面，以覆水的溶解氧形式存在。因此，细菌显然形成了一种导电链，由生物纳米线和可能嵌入泥浆中的黄铁矿颗粒组成，这使得来自沉积物内硫化氢和碳氧化的电子有助于沉积物表面其他微生物对氧气的还原。
丹麦奥胡斯大学的生物学家Lars Peter Nielsen说：“细菌建立这种电连接真是太聪明了。”他领导了这项研究，该研究发表在2月25日出版的《自然》杂志上。（《大众科学》是自然出版集团的一部分。）位于沉积物顶层的细菌接收电子，它们利用这些电子来消耗来自深层缺氧但营养充足的细菌的氧气，而深层细菌消耗硫化氢和碳。“这是一种非常聪明的劳动分工，其中肯定存在很强的进化适应性，”尼尔森说。
尼尔森说，研究人员是偶然发现这一发现的。他和他的同事注意到，在含有来自附近奥胡斯港和奥胡斯湾的海底泥浆的玻璃管中，在实验后数周未被打扰的情况下，出现了一些奇怪的事情。来自海水的氧气仅渗透到沉积物的最上面一毫米左右，但研究人员注意到泥浆深处，即一厘米以下的地方，也发生了一些事情，好像氧气也存在于那里。“我们可以看到，硫化氢——那是使泥浆发臭的原因——已经在这个沉积物部分消失了，在这种情况下，这只能归因于与氧气的反应，”尼尔森说。“但是没有氧气。”他说，解释是在一天晚上深夜想到的：如果有一些电线连接这两个区域怎么办？
事实证明，其他研究小组已经表明，一些细菌可以通过导电菌毛（微小的毛发，延伸远远超出细菌体外，可以充当纳米线）来转移电子。2005年，时任马萨诸塞大学阿默斯特分校的微生物学家 Gemma Reguera 与她的同事一起证明了在Geobacter sulfurreducens中存在这种细菌纳米线。（尼尔森说，他和他的同事尚未确定在海底泥浆中提供导电性的细菌种类。）
现在在密歇根州立大学的 Reguera 说，这项新的研究最终证实了生物纳米线在自然界中发挥作用。“关于我们是否可以测量沉积物中的电导率并将其与生物学和微生物联系起来有很多传闻，但一直没有证据，”Reguera 说。“这篇论文实际上证明了这一点。”她指出，该研究的作者费尽心思排除了对地下氧化的其他可能解释，无论是来自微小生物的沉积物混合，还是来自硝酸盐和金属氧化物等非生物试剂的氧化。
Reguera 说：“归根结底，这项研究的关键实际上是反应速度——电子在沉积物中传输的速度有多快。”当研究人员通过对水进行脱氧来关闭电流，从而去除沉积物表面的电子受体时，沉积物中硫化氢层的深度在不到一小时内上升，因为更深层的微生物无法再消耗它。“除了细菌纳米线之外，没有什么已知的东西可以解释它，”Reguera 说。