Sadržaj:

Černobilske gljive: anomalan život pod zračenjem
Černobilske gljive: anomalan život pod zračenjem

Video: Černobilske gljive: anomalan život pod zračenjem

Video: Černobilske gljive: anomalan život pod zračenjem
Video: ČERNOBIL | Ovako danas izgleda najradioaktivnije mjesto na planeti☢️ 2024, Ožujak
Anonim

Život je u stanju ukrotiti čak i smrtonosno zračenje i iskoristiti njegovu energiju za dobrobit novih stvorenja.

Suprotno mnogim očekivanjima, katastrofa u Černobilu nije pretvorila okolne šume u mrtvu nuklearnu pustinju. Svaki oblak ima srebrnu podlogu, a nakon uspostavljanja zone isključenja, antropogeni pritisak na lokalnu prirodu naglo je pao. Čak i na najoštećenijim područjima, biljni svijet se brzo oporavio, divlje svinje, medvjedi i vukovi vratili su se u dolinu Pripjata. Priroda oživljava poput nevjerojatnog Feniksa, ali nevidljivo zagušljivo hvatanje zračenja osjeća se posvuda.

“Šetali smo šumom, nebo je bilo oslikano veličanstvenim zalaskom sunca”, kaže američki mikrobiolog Christopher Robinson, koji je ovdje radio 2018. godine. - Na širokoj čistini sreli smo konje, četrdesetak. I svi su imali žute oči koje su jedva mogle razlikovati nas u prolazu. Doista, životinje masovno pate od katarakte: vid je posebno osjetljiv na zračenje, a sljepoća je česta posljedica dugog života u zoni isključenja. Poremećaji u razvoju česti su kod domaćih životinja, a često se javlja i rak. A još pogubnije biti u blizini nekadašnjeg epicentra nesreće.

Černobil
Černobil

Četvrti blok, koji je eksplodirao 1986., nekoliko mjeseci kasnije bio je prekriven zaštitnim sarkofagom, gdje su prikupljeni ostali radioaktivni ostaci s tog mjesta. No, već 1991. godine, kada su mikrobiologinja Nelly Zhdanova i njezine kolege pregledale te ostatke pomoću daljinski upravljanih manipulatora, i ovdje se pojavio život. Utvrđeno je da smrtonosne krhotine nastanjuju uspješne zajednice crnih gljiva.

Sljedećih godina među njima su identificirani predstavnici stotinjak rodova. Neki od njih ne samo da podnose smrtonosnu razinu radijacije, već su i sami privučeni, poput biljaka na svjetlost.

Opstanak

Visokoenergetsko zračenje opasno je za sva živa bića. Lako oštećuje DNK, uzrokujući mutacije i greške u kodu. Teške čestice sposobne su razbiti kemijske spojeve poput topovskih kugli, što dovodi do pojave aktivnih radikala, koji odmah stupaju u interakciju s prvim susjedom kojeg pronađu. Dovoljno intenzivno bombardiranje može uzrokovati radiolizu molekula vode i cijeli pljusak nasumičnih reakcija koje ubijaju stanicu. Unatoč tome, neka stvorenja pokazuju nevjerojatan otpor takvim utjecajima.

Jednostanični organizmi imaju relativno jednostavnu strukturu i slobodnim radikalima nije tako lako poremetiti njihov metabolizam, a moćni alati za popravak proteina brzo popravljaju oštećenu DNK. Kao rezultat toga, gljive su sposobne apsorbirati do 17.000 Grey energije zračenja - mnogo redova veličine više od količine sigurne za ljude. Štoviše, neki od njih doslovno uživaju u takvoj radioaktivnoj "kiši".

Černobil
Černobil

Poznati kanjon evolucije u blizini planine Karmel u Izraelu orijentiran je jednim nagibom prema Europi, drugim prema Africi. Razlika u njihovoj osvjetljenosti doseže 800%, a "afrička" padina obasjana suncem nastanjena je gljivama koje bolje rastu u prisutnosti zračenja. Poput onih pronađenih u Černobilu, izgledaju crne zbog velike količine melanina. Ovaj pigment je u stanju presresti čestice visoke energije i raspršiti njihovu energiju, čuvajući stanice od oštećenja.

Otapajući takvu stanicu gljivice, pod mikroskopom se može vidjeti njezin "duh" - crna silueta melanina, koji se nakuplja u koncentričnim slojevima u staničnoj stijenci. Gljive s "afričke" strane kanjona sadrže ga tri puta više od stanovnika "europske" padine. Također su bogati mnogim mikrobima koji žive u gorju, koji u prirodnim uvjetima primaju i do 500-1000 Grey godišnje. Ali čak i tako pristojna količina apsorbiranog zračenja za gljive nije ništa. Malo je vjerojatno da se sav taj melanin proizvodi samo radi zaštite.

Prosperitet

Čak je i Nelly Zhdanova 1991. godine pokazala da gljive sakupljene u blizini nuklearne elektrane u Černobilu dopiru do izvora zračenja i bolje rastu u njegovoj prisutnosti. Ove su rezultate 2007. razvili biolozi Arturo Casadevala i Ekaterina Dadachova koji rade u Sjedinjenim Državama. Znanstvenici su pokazali da pod utjecajem zračenja stotine puta većeg od prirodne pozadine, crne melanizirane gljive (Cladosporium sphaerospermum, Wangiella dermatitidis i Cryptococcus neoformans) tri puta intenzivnije asimiliraju ugljik iz hranjivog medija. U isto vrijeme, mutantne albino gljive, nesposobne proizvoditi melanin, lako su podnosile zračenje, ali su rasle uobičajenom brzinom.

Gljive
Gljive

Vrijedi reći da melanin može biti prisutan u stanicama u nešto drugačijim kemijskim konfiguracijama. Njegov glavni oblik kod ljudi je eumelanin, štiti kožu od ultraljubičastog zračenja i daje joj smeđe-crnu boju. Crvenu boju usana i bradavica određuje prisutnost feomelanina. A upravo feomelanin proizvode gljivične stanice pod utjecajem zračenja, iako u takvim količinama već izgleda potpuno crn.

Prijelaz s eu- na feomelanin popraćen je povećanjem prijenosa elektrona s NADP-a na fericijanid – to je jedan od prvih koraka u biosintezi glukoze. Nije iznenađujuće da su, prema nekim pretpostavkama, takve gljive sposobne provoditi reakcije slične fotosintezi, ali umjesto svjetlosti koriste energiju radioaktivnog zračenja. Ova sposobnost im omogućuje da prežive i napreduju tamo gdje umiru složeniji i izbirljiviji organizmi.

Veliki broj visoko melaniziranih spora gljiva nalazi se u naslagama iz razdoblja rane krede. U tom su razdoblju mnoge životinje i biljke izumrle: "Ovo razdoblje se poklapa s prijelazom kroz" magnetsku nulu "i privremenim gubitkom" geomagnetskog štita "koji štiti Zemlju od zračenja", piše Ekaterina Dadachova. Radiotrofne gljive nisu mogle ne iskoristiti ovu situaciju. Prije ili kasnije, i mi ćemo to iskoristiti.

dodatak

Korištenje melanina za korištenje energije zračenja još je samo hipoteza. Međutim, istraživanja se nastavljaju, budući da radiotrof nije nešto egzotično. U uvjetima nedostatka resursa i dovoljno zračenja, neke uobičajene gljive mogu pojačati sintezu melanina i pokazati sposobnost "hrane se zračenjem". Na primjer, gore spomenuti C. sphaerospermum i W. dermatitidis su rasprostranjeni organizmi u tlu, a C. neoformans ponekad inficira ljude, uzrokujući zaraznu kriptokokozu.

Gljive
Gljive

Takve gljive rastu prilično lako u laboratorijskim uvjetima, njima je lako manipulirati. A zbog svoje sposobnosti da naseljavaju područja s velikom kontaminacijom, mogu postati prikladan alat za odlaganje radioaktivnog otpada. Danas se takvo smeće - na primjer, stari kombinezoni - obično preša i mota za skladištenje dok se nestabilni nuklidi prirodno ne iscrpe. Moguće je da će gljive koje mogu preživjeti na visokoenergetskom zračenju ponekad ubrzati ovaj proces.

Godine 2016. u svemir su poslane melanizirane gljive prikupljene u blizini nuklearne elektrane u Černobilu. Čak i uz svu zaštitu koja se uzme u obzir, uobičajene razine zračenja na ISS-u su 50 do 80 puta veće od pozadinskog zračenja u blizini Zemljine površine, stvarajući uvjete za rast takvih stanica. Uzorci su proveli oko dva tjedna u orbiti prije nego što su vraćeni kako bi omogućili znanstvenicima da istraže kako je mikrogravitacija utjecala na njih. Možda će jednog dana gljive morati tako živjeti s koljena na koljeno.

Energija zračenja zvijezde brzo slabi kako se kreće prema periferiji Sunčevog sustava, ali kozmičko zračenje je prisutno u najudaljenijim periferijama. U teoriji, melanin gljivičnih stanica mogao bi se koristiti za proizvodnju biomase ili sintezu složenih molekula koje bi bile potrebne tijekom misija s posadom na velike udaljenosti. Vjerojatno će se uz zelene i bujne staklenike na letjelici budućnosti morati urediti još jedan – onaj najudaljeniji, koji će zarasti korisnom crnom plijesni koja može apsorbirati energiju zračenja.

Preporučeni: