Grzyby z Czarnobyla są nie tylko odporne na promieniowanie jonizujące. One się nim prawdopodobnie żywią

Spis treści:

1. Życie w Strefie Wykluczenia
2. Czy radiosynteza istnieje?
3. Grzybowe pancerze ochronne
4. Ekstremofile lubiące radiację

26 kwietnia 1986 roku doszło do największej katastrofy radiacyjnej w historii energetyki jądrowej. W wyniku eksplozji reaktora nr 4 elektrowni jądrowej w Czarnobylu doszło do uwolnienia do atmosfery ogromnych ilości radioaktywnych izotopów, m.in.:

• jodu-131,
• cezu-137,
• strontu-90,
• plutonu.

Poza kilkudziesięcioma osobami, które zmarły bezpośrednio w wyniku eksplozji oraz w ciągu następnych tygodni na ostrą chorobę popromienną, szacuje się, że w skutek nowotworów wywołanych skażeniem, mogły umrzeć tysiące ludzi. Jednak liczby te są wciąż szeroko dyskutowane.

Życie w Strefie Wykluczenia

Tuż po katastrofie sądzono, że życie nigdy nie wróci w to skażone miejsce. Jednak dość szybko okazało się, że przyroda potrafi poradzić sobie nawet w najtrudniejszych warunkach. Wystarczy, że człowiek jej w tym nie przeszkadza.

Już w dekadę po katastrofie naukowcy z Narodowej Akademii Nauk Ukrainy przeprowadził badania terenowe w Strefie Wykluczenia, by sprawdzić, jakie formy życia – jeśli jakiekolwiek – znajdują się w konstrukcji otaczającej zniszczony reaktor. Odnaleźli wówczas m.in. całą społeczność grzybów, dokumentując aż 37 gatunków. Co istotne, organizmy te były ciemno ubarwione, aż po czerń. Ich komórki były bogate w pigment melaninę.

Najwyższy poziom skażenia wykazywały próbki zawierające Cladosporium sphaerospermum. Jest to mikroskopijny grzyb chorobotwórczy, wywołujący m.in. alergie u ludzi. Powszechnie występuje na sufitach pryszniców i łazienek w postaci czarnych plam – tzw. grzyba. Może żywić się olejem zawartym w farbach i jest bardzo trudny do usunięcia. W Czarnobylu znaleziono go na wewnętrznych ścianach jednego z najbardziej radioaktywnych budynków na Ziemi. W dodatku wydawał się wręcz rozkwitać w tym zabójczym środowisku.

Czy radiosynteza istnieje?

Od tamtej pory Cladosporium sphaerospermum jest bacznie analizowany przez naukowców z całego świata. Niektórzy badacze są przekonani, że wyjątkowa odporność grzyba ma związek z ciemnym pigmentem – melaniną. Sądzą, że to właśnie ona pozwala wykorzystywać promieniowanie jonizujące w procesie podobnym do fotosyntezy roślin. Ten proponowany mechanizm nazywany jest nawet radiosyntezą. Za pomysłem stoją radiolożka Ekaterina Dadachova i immunolog Arturo Casadevall – oboje z Albert Einstein College of Medicine w USA.

Czym jest opisywane promieniowanie jonizujące? Jest to emisja cząstek wystarczająco silnych, by wyrywać elektrony z atomów, zamieniając je w jony. Jonizacja może rozrywać cząsteczki, zakłócając reakcje biochemiczne, a nawet niszcząc DNA. To zdecydowanie nie jest dobre dla człowieka, choć bywa wykorzystywane do niszczenia komórek nowotworowych, które są szczególnie wrażliwe na promieniowanie.

Ale to, co dla większości organizmów byłoby wyrokiem śmierci, jest wręcz pożywką dla C. sphaerospermum. Grzyb nie tylko okazał się wyjątkowo odporny, ale wręcz rósł lepiej, gdy otaczało go promieniowanie jonizujące. Inne eksperymenty wykazały, że promieniowanie jonizujące zmienia zachowanie melanin grzybowych. Grzyb zdawał się zbierać promieniowanie jonizujące i przekształcać je w energię, przy czym melanina pełniła funkcję podobną do chlorofilu pochłaniającego światło. Jednocześnie melanina działała jak osłona ochronna przed szkodliwymi skutkami promieniowania.

Grzybowe pancerze ochronne

Aby lepiej przyjrzeć się zagadnieniu, próbki grzyba wysłano na Międzynarodową Stację Kosmiczną i umieszczono po jej zewnętrznej stronie, co oznaczało wystawienie C. sphaerospermum na pełne spektrum promieniowania kosmicznego. Wynik eksperymentu zaskoczył wszystkich. Czujniki umieszczone pod szalką Petriego wykazały, że przez grzyb przedostawała się mniejsza ilość promieniowania niż przez kontrolną próbkę z samym agarem. Tym samym wykazano potencjał grzyba jako osłony radiacyjnej w misjach kosmicznych.

Pozostaje jednak jeden poważny problem: wciąż nie wiemy, w jaki sposób grzyb tak naprawdę osiąga tak ogromną odporność. Naukowcy nie byli w stanie wykazać ani wiązania węgla zależnego od promieniowania jonizującego, ani zysku metabolicznego z promieniowania, ani zdefiniowanego szlaku pozyskiwania energii.

– Prawdziwa radiosynteza wciąż wymaga udowodnienia – przekonują naukowcy. Dodają, że najbardziej niezwykłe jest to, że ten dziwny grzyb robi coś, czego nie rozumiemy, aby zneutralizować coś tak niebezpiecznego dla ludzi.

Ekstremofile lubiące radiację

Dodajmy, że C. sphaerospermum nie jest jedynym organizmem odpornym na skrajną radiację. Czarne drożdże Wangiella dermatitidis wykazują zwiększony wzrost pod wpływem promieniowania jonizującego. W czarnobylskiej Strefie Wykluczenia żyją też, bez jakichkolwiek oznak uszkodzeń spowodowanych promieniowaniem, mikroskopijne nicienie.

Wśród odpornych na radiację organizmów należy też wymienić Deinococcus radiodurans – szczep bakterii zdolny przetrwać ogromne dawki promieniowania jonizującego, wysuszenie, działanie silnych czynników chemicznych, a także inne ekstremalne warunki. Bakterie te znaleziono m.in. w wodzie chłodzącej reaktory jądrowe.

Natomiast w 2016 roku odkryto nowy mikroorganizm – zieloną mikroalgę Coccomyxa actinabiotis, która żyje w zbiorniku chłodzącym wypalone paliwo jądrowe. Wspomniana alga wykazuje odporność na promieniowanie gamma i UV i może przeżyć dawki wielu tysięcy grejów, czyli tysiące razy więcej niż dawka śmiertelna dla człowieka. Chyba wciąż nie doceniamy roli i możliwości najstarszych i najlepiej adaptujących się organizmów na naszej planecie.

Źródło: ScienceAlert

Nasza autorka

Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka

Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Pisze przede wszystkim o eksploracji kosmosu, astronomii i historii. Związana z Centrum Badań Kosmicznych PAN oraz magazynami portali Gazeta.pl i Wp.pl. Ambasadorka Śląskiego Festiwalu Nauki. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.