Црни печурки од Чернобил го „јадат“ радиоактивното зрачење

Во мај 1997 година, Нели Жданова влезе во едно од најрадиоактивните места на Земјата – напуштените урнатини на експлодирана нуклеарна централа во Чернобил – и виде дека не е сама.

Низ таванот, ѕидовите и внатре во металните цевки што ги штитат електричните кабли, црна мувла се населила на место за кое некогаш се сметало дека е штетно за животот.

Во полињата и шумите надвор, волците и дивите свињи се вратиле во отсуство на луѓето. Но, дури и денес има жаришта каде што може да се најдат зачудувачки нивоа на зрачење поради материјалот исфрлен од реакторот кога експлодирал.

Мувлата – формирана од голем број различни габи – се чини дека прави нешто извонредно. Не се вселила само затоа што работниците во централата си заминале. Наместо тоа, Жданова во претходните истражувања на почвата околу Чернобил открила дека габите всушност растат кон радиоактивните честички што ја расфрлале областа. Сега, таа открила дека тие стигнале до оригиналниот извор на зрачење, просториите во експлодирана зграда на реакторот.

Со секое истражување што ја доближувало до штетно зрачење, работата на Жданова ги поништи и нашите идеи за тоа како зрачењето влијае на животот на Земјата. Сега нејзиното откритие нуди надеж за чистење на радиоактивните места, па дури и обезбедува начини за заштита на астронаутите од штетно зрачење додека патуваат во вселената.

Единаесет години пред посетата на Жданова, рутинскиот тест за безбедност на реакторот четири во нуклеарната централа Чернобил брзо се претвори во најлошата нуклеарна несреќа во светот. Серија грешки и во дизајнот на реакторот и во неговото работење доведоа до огромна експлозија во раните часови на 26 април 1986 година. Резултатот беше еднократно, масовно ослободување на радионуклиди. Радиоактивниот јод беше водечка причина за смрт во првите денови и недели, а подоцна и за рак.

Во обид да се намали ризикот од труење со зрачење и долгорочни здравствени компликации, беше воспоставена зона на исклучување од 30 км (19 милји) – позната и како „зона на отуѓување“ – за да се држат луѓето на растојание од најлошите радиоактивни остатоци од реакторот четири.

Но, додека луѓето беа држени настрана, црната мувла на Жданова полека ја колонизираше областа.

Како растенијата што посегнуваат по сончева светлина, истражувањето на Жданова покажа дека габичните хифи на црната мувла изгледа се привлечени од јонизирачко зрачење. Но, „радиотропизмот“, како што го нарече Жданова, беше парадокс: јонизирачкото зрачење е генерално многу помоќно од сончевата светлина, бараж од радиоактивни честички што ја разбиваат ДНК и протеините како куршуми што прободуваат месо. Штетата што ја предизвикува може да предизвика штетни мутации, да уништи клетки и да убие организми.

Заедно со очигледно радиотропните габи, истражувањата на Жданова пронајдоа 36 други видови обични, но далечно поврзани габи што растат околу Чернобил. Во текот на следните две децении, нејзината пионерска работа на радиотропните габи што ги идентификуваше ќе стигне далеку надвор од Украина. Тоа ќе додаде знаење за потенцијално нова основа на животот на Земјата – онаа што напредува на зрачење, а не на сончева светлина. И тоа ќе ги наведе научниците во НАСА да размислат за опкружување на своите астронаути во ѕидови од габи за трајна форма на поддршка на животот.

Во центарот на оваа приказна е пигмент што се наоѓа широко распространет во животот на Земјата: меланин. Оваа молекула, која може да варира од црна до црвеникаво-кафеава, е она што доведува до различни бои на кожата и косата кај луѓето. Но, тоа е исто така и причината зошто различните видови мувла што растеле во Чернобил биле црни. Нивните клеточни ѕидови биле исполнети со меланин.

Исто како што потемната кожа ги штити нашите клетки од ултравиолетово (UV) зрачење, Жданова се сомневала дека меланинот на овие габи делува како штит против јонизирачко зрачење.

Исто како што тие црни мувли колонизирале еден напуштен свет во Чернобил, можеби еден ден би можеле да ги заштитат нашите први чекори во нови светови на друго место во Сончевиот систем.
Не беа само габите што ги користеа заштитните својства на меланинот. Во езерцата околу Чернобил, жабите со повисоки концентрации на меланин во нивните клетки, и затоа потемни по боја, беа поспособни да преживеат и да се размножуваат, полека претворајќи го локалното население што живее таму во црно.

Во војувањето, штитот може да го заштити војникот од стрела со отклонување на проектилот подалеку од неговото тело. Но, меланинот не функционира вака. Тој не е тврда или мазна површина. Зрачењето – без разлика дали е УВ или радиоактивни честички – го проголтува неговата неуредна структура, неговата енергија се распрснува наместо да се отклонува. Меланинот е исто така антиоксиданс, молекула што може да ги претвори реактивните јони што зрачењето ги произведува во биолошката материја и да ги врати во стабилна состојба.

Во 2007 година, Екатерина Дадахова, нуклеарен научник на Медицинскиот колеџ „Алберт Ајнштајн“ во Њујорк, ја дополни работата на Жданова за габите во Чернобил, откривајќи дека нивниот раст не бил само насочен (радиотропски), туку всушност се зголемувал во присуство на зрачење. Меланизираните габи, исто како оние во реакторот во Чернобил, растеле 10% побрзо во присуство на радиоактивен цезиум во споредба со истите габи култивирани без зрачење, открила таа. Дадахова и нејзиниот тим, исто така, откриле дека меланизираните габи што биле озрачени, се чини дека ја користат енергијата за да помогнат во движењето на нивниот метаболизам. Со други зборови, тие ја користеле за раст.

Жданова сугерираше дека овие габи би можеле да ја искористуваат енергијата од зрачењето, а сега истражувањето на Дадахова се чини дека се темели на ова. Овие габи не растеле само кон зрачење за топлина или некоја непозната реакција помеѓу зрачењето и околината, како што сугерираше Жданова. Дадахова верувала дека габите активно се хранат со енергијата на зрачењето. Таа го нарекла овој процес „радиосинтеза“. А меланинот бил централен за теоријата.

„Енергијата на јонизирачкото зрачење е околу еден милион пати поголема од енергијата на белата светлина, која се користи во фотосинтезата“, вели Дадахова. „Значи, ви е потребен прилично моќен енергетски трансдуцер, а ова е она што мислиме дека меланинот е способен да го направи – да го трансдуцира [јонизирачкото зрачење] во употребливи нивоа на енергија.“

Радиосинтезата е сè уште само теорија, бидејќи може да се докаже само ако се открие прецизниот механизам помеѓу меланинот и метаболизмот. Научниците ќе треба да го пронајдат точниот рецептор – или одреден агол во заплетканата структура на меланинот – кој е вклучен во претворањето на зрачењето во енергија за раст.

Во поново време, Дадахова и нејзините колеги почнаа да идентификуваат некои од патиштата и протеините што би можеле да бидат основа за зголемување на растот на габите со јонизирачко зрачење.

Не сите меланизирани габи покажуваат тенденција кон радиотропизам и позитивен раст во присуство на зрачење. На пример, студија од 2006 година од Жданова и нејзините колеги откри дека само девет од 47-те видови меланизирани габи што ги собрале во Чернобил растеле кон извор на радиоактивен цезиум (цезиум-137).

Слично на тоа, во 2022 година, научниците од Националните лаборатории Сандија во Ново Мексико не пронајдоа разлика во растот кога два вида габи (едниот меланизиран, другиот не) беа изложени на УВ зрачење и цезиум-137.

Но истата година, истата тенденција за раст на габи кога беа изложени на зрачење беше повторно пронајдена – во вселената.

За разлика од радиоактивното распаѓање пронајдено во Чернобил, таканареченото галактичко космичко зрачење е невидлива бура од наелектризирани протони, секој патувајќи близу до брзината на светлината низ Универзумот. Потекнувајќи од експлодирачки ѕвезди надвор од нашиот Сончев систем, тој дури и поминува низ олово без многу проблеми. На Земјата, нашата атмосфера во голема мера нè штити од него, но за астронаутите што патуваат во длабоката вселена е наречена „најголема опасност“ за нивното здравје.

Но, дури и галактичкото космичко зрачење не беше проблем за примероците од Cladosporium sphaerospermum, истиот сој што Жданова го пронајде како расте низ Чернобил, според студијата што ги испрати овие габи на Меѓународната вселенска станица во декември 2018 година.

„Она што го покажавме е дека расте подобро во вселената“, вели Нилс Авереш, биохемичар кој работи на Универзитетот во Флорида и коавтор на студијата.

Во споредба со контролните примероци на Земјата, истражувачите откриле дека габите што се соочиле со галактичкото космичко зрачење 26 дена растеле во просек 1,21 пати побрзо.

Сепак, Авереш сè уште не е убеден дека ова е затоа што C. sphaerospermum го користел зрачењето во вселената. Зголемените нивоа на раст можеби биле резултат и на нулта гравитација, вели тој, уште еден фактор што габите на Земјата не го доживеале. „Авереш сега спроведува експерименти користејќи машина за случајно позиционирање што симулира нулта гравитација овде на Земјата за да ги анализира овие две можности.

Но, Авереш и неговите колеги го тестираа и заштитниот потенцијал на меланинот во C. sphaerospermum со ставање сензор под примерок од габите на Меѓународната вселенска станица. Во споредба со примероците без габи, количината на блокирано зрачење се зголемуваше како што растеа габите, па дури и дамка од мувла во Петриева шоља се чинеше како ефикасен штит.

„Со оглед на релативно тенкиот слој на биомаса, ова може да укажува на длабока способност на C. sphaerospermum да апсорбира вселенско зрачење во измерениот спектар“, напишаа истражувачите.

Авереш вели дека сè уште е можно очигледните радиозаштитни придобивки од габите да се должат на компоненти на биолошкиот живот освен меланинот. Водата, на пример, молекула со голем број протони во својата структура (осум во кислород и еден во секој водород), е еден од најдобрите начини за заштита од протоните што летаат низ вселената, астробиолошки еквивалент на борба против оган со оган.

Сепак, наодите отворија интригантни перспективи за решавање на проблемот со живеењето во вселената. И Кина и САД планираат да имаат база на Месечината во наредните децении, додека „Спејс Екс“ со седиште во Тексас има за цел да ја има својата прва мисија на Марс до крајот на 2026 година, а таму да слетаат луѓе три до пет години подоцна. Сите луѓе што живеат на овие бази ќе треба да бидат заштитени од космичко зрачење. Но, користењето вода или полиетиленска пластика како радиозаштитен кожурец за овие бази може да биде премногу тешко за полетување.

Металот и стаклото претставуваат сличен проблем. Лин Џ. Ротшилд, астробиолог во истражувачкиот центар „Ејмс“ на НАСА, го спореди транспортот на овие материјали во вселената за изградба на вселенски бази со желка што ја носи својата школка насекаде. „[Тоа е] сигурен план, но со огромни трошоци за енергија“, рече таа во соопштението на НАСА од 2020 година.

Нејзиното истражување доведе до мебел и ѕидови базирани на габи кои би можеле да се одгледуваат на Месечината или Марс. Не само што таквата „микоархитектура“ би ги намалила трошоците за полетување, туку – ако наодите од Дадахова и Авереш се покажат како точни – би можела да се користи и за формирање на радијациски штит, саморегенерирачка бариера помеѓу луѓето што патуваат во вселената и бурата од галактичко космичко зрачење надвор.

Исто како што тие црни мувли колонизирале еден напуштен свет во Чернобил, можеби еден ден би можеле да ги заштитат нашите први чекори на нови светови на друго место во Сончевиот систем.