1997 m. gegužę Nelli Zhdanova įžengė į vieną iš labiausiai radioaktyvumu užkrėstų vietų Žemėje – apleistus Černobylio atominės elektrinės (AE) griuvėsius – ir pamatė šį tą netikėto.
Ant lubų, sienų ir metalinių vamzdžių – juodasis pelėsis buvo įsikūręs vietoje, kuri, manyta, buvo žalinga bet kokiai gyvybės formai.
Pasitraukus žmonėms, aplinkiniuose laukuose ir miškuose vėl padaugėjo vilkų ir šernų. Tačiau net ir šiandien Černobylio AE apylinkėse yra vietų, kuriose fiksuojamas stulbinantis radiacijos lygis.
Pelėsiai, susiformavę iš įvairių grybų, labai nustebino mokslininkus. Jie neatsirado tik todėl, kad darbuotojai paliko gamyklą. Ankstesniuose Černobylio apylinkių dirvožemio tyrimuose N.Zhdanova nustatė, kad grybų augimvietė plėtėsi link radioaktyviųjų dalelių, kurios buvo išsibarsčiusios po visą teritoriją. Dabar grybai pasiekė pirminį radiacijos šaltinį – sprogusio reaktoriaus pastato patalpas.
N.Zhdanovos darbas taip pat pakeitė mūsų supratimą apie radiacijos poveikį gyvybei Žemėje. Jos atradimas suteikia vilties, kad panaudojus pelėsį bus galima išvalyti radioaktyvias vietas ir netgi rasti būdų, kaip apsaugoti astronautus nuo žalingos radiacijos, kai jie keliauja į kosmosą.
Kodėl Černobylio varlės juodos?
1986 m. balandžio 26 d. paryčiais Černobylio AE įvyko didžiulis sprogimas. Jo rezultatas – vienkartinis didžiulis radionuklidų išsiskyrimas. Siekiant sumažinti radiacinio apsinuodijimo ir ilgalaikių sveikatos komplikacijų riziką, buvo nustatyta 30 km izoliacinė zona.
Žmonės laikėsi atokiau nuo sprogusio reaktoriaus, o N.Zhdanovos atrastasis juodasis pelėsis lėtai įsikaraliavo šioje teritorijoje.
Įprastai augalai ieško saulės, o juodosios pelėsienos grybų hifus, panašu, traukia jonizuojanti spinduliuotė. Tačiau „radiotropizmas“, kaip šį reiškinį pavadino N.Zhdanova, savyje talpina paradoksą: jonizuojančioji spinduliuotė paprastai yra daug galingesnė už saulės spindulius, tai radioaktyviųjų dalelių srautas, kuris sudrasko DNR ir baltymus kaip kulkos, pramušančios kūną. Spinduliuotės padaryti pažeidimai gali sukelti žalingas mutacijas, sunaikinti ląsteles ir nužudyti organizmus.
N.Zhdanova atrado Žemėje potencialiai naują gyvybę, kuri klesti ne saulės spinduliuose, o radiacijoje. Tai paskatino NASA mokslininkus apsvarstyti galimybę pastatyti astronautams sienas iš grybų.
Istorijos centre atsidūrė melaninas – Žemėje plačiai paplitęs pigmentas. Ši molekulė, kurios spalva gali būti nuo juodos iki rausvai rudos, lemia skirtingas žmonių odos ir plaukų spalvas. Tačiau būtent melaninas yra priežastis, kodėl įvairios Černobylyje augančios pelėsių rūšys buvo juodos. Jų ląstelių sienelės buvo prisotintos melaninu.
Tamsesnė oda apsaugo mūsų ląsteles nuo ultravioletinių (UV) spindulių. N.Zhdanovai, kad šiuose grybuose esantis melaninas veikė panašiai – kaip skydas nuo jonizuojančiosios spinduliuotės.
Ne tik grybai pasinaudojo melanino apsauginėmis savybėmis. Černobylio apylinkėse esančiuose tvenkiniuose varlės, kurių ląstelėse buvo didesnė melanino koncentracija, todėl jos buvo tamsesnės spalvos, geriau išgyveno ir dauginosi, todėl palaipsniui ėmė dominuoti juodos varlės.
Melaninas neveikia kaip skydas tiesiogine prasme. Tai nėra kietas ar lygus paviršius. Radiacija – tiek UV, tiek radioaktyviosios dalelės – yra sugeriama, o energija išsisklaido. Melaninas taip pat yra antioksidantas, molekulė, kuri gali reaktyvius jonus, kuriuos radiacija sukuria biologinėje medžiagoje, grąžinti į stabilią būseną.
Neįrodyta teorija
2007 m. Ekaterina Dadachova, branduolinė mokslininkė iš Alberto Einšteino medicinos koledžo Niujorke, papildė N.Zhdanovos tyrinėjimus apie Černobylio grybus. Ji nustatė, kad melanizuoti grybai radioaktyviojo cezio aplinkoje augo 10 proc. greičiau nei tie patys grybai, auginti be radiacijos. E.Dadachova taip pat nustatė, kad apšvitinti melanizuoti grybai, atrodo, naudojo energiją savo metabolizmui skatinti. Kitaip tariant, jie ją naudojo augimui.
E.Dadachova nustatė, kad grybai aktyviai maitinosi spinduliuotės energija. Ji šį procesą pavadino „radiosinteze“. Melaninas buvo pagrindinis šios teorijos elementas.
„Jonizuojančios spinduliuotės energija yra maždaug milijoną kartų didesnė už baltos šviesos, kuri naudojama fotosintezėje, energiją, – sako E.Dadachova. – Taigi reikia gana galingo energijos keitiklio, ir mes manome, kad melaninas gali tai padaryti – paversti [jonizuojančią spinduliuotę] į naudingą energijos lygį.“
Radiosintezė vis dar yra tik teorija, nes ją galima įrodyti tik tada, kai bus atrastas tikslus mechanizmas. Mokslininkai turėtų rasti tikslų receptorių – arba tam tikrą melanino sudėtingos struktūros kampelį – kuris dalyvauja konvertuojant spinduliuotę į energiją augimui.
Tiesa, E. Dadachovos komanda, tikėtina, juda teisinga linkme.
Ne visi melanizuoti grybai rodo radiotropizmo tendenciją ir teigiamą augimą esant spinduliuotei. Pavyzdžiui, 2006 m. N.Zhdanovos tyrime nustatyta, kad tik 9 iš 47 melanizuotų grybų rūšių, kurias jos komanda surinko Černobilyje, augo link radioaktyvaus cezio (cezio-137) šaltinio.
„Mikologinė architektūra“
Galaktinė kosminė radiacija yra nematoma įkrautų protonų audra, kurių kiekvienas skrieja beveik šviesos greičiu. Radiacija kyla iš sprogstančių žvaigždžių už mūsų saulės sistemos ribų ir netgi be didelių sunkumų prasiskverbia pro šviną. Žemės atmosfera didžiąja dalimi apsaugo žmones, tačiau ši radiacija ypač pavojinga astronautams, keliaujantiems į tolimą kosmosą.
2018 m. N.Zhdanovos surinkti pavyzdžiai buvo nusiųsti į Tarptautinę kosminę stotį (TKS) ir paaiškėjo, kad juodasis pelėsis ten puikiai prigyja.
„Mes parodėme, kad jis geriau auga kosmose“, – sako Nilsas Avereschas, Floridos universitete dirbantis biochemikas ir tyrimo bendraautorius.
Mokslininkai nustatė, kad grybai, kurie 26 dienas buvo veikiami galaktinės kosminės spinduliuotės, augo vidutiniškai 1,21 karto greičiau, palyginti su mėginiais Žemėje.
Nepaisant to, N.Avereschas svarsto, kad augimą pagreitinti galėjo ir nulinė gravitacija. Todėl dabar atliekami eksperimentai, kurie imituoja nulinę gravitaciją Žemėje.
Tyrėjai taip pat patikrino pelėsio apsauginį potencialą TKS. Stebėjimai leidžia daryti prielaidą, kad grybiena sugeria kosminę radiaciją.
N.Avereschas sako, įmanoma, kad grybų radiacinė apsauga susijusi su kitais biologinės gyvybės komponentais, o ne su melaninu. Pavyzdžiui, vanduo, kurio molekulės struktūroje yra daug protonų, yra vienas iš geriausių būdų apsisaugoti nuo skriejančių protonų.
Nepaisant to, būtent juodasis pelėsis gali būti panaudotas kosminėms kelionėms. Kinija ir JAV planuoja per ateinančius dešimtmečius įkurti bazę Mėnulyje, o Teksase įsikūrusi kompanija „SpaceX“ siekia iki 2026 m. pabaigos paleisti pirmąją misiją į Marsą ir po 3–5 metų ten nugabenti žmones.
Šiose bazėse įsikūrę žmonės turės būti apsaugoti nuo kosminės radiacijos. Radiacinės apsaugos kokoną būtų galima suformuoti iš vandens ar polietileno plastiko, bet šios medžiagos sunkios, gali būti sudėtinga jas nugabenti į Marsą.
NASA Ameso tyrimų centro astrobiologė Lynn J. Rothschild grybų pagrindu pagamino baldus ir sienas, kurias būtų galima auginti Mėnulyje ar Marse. Tokią „mikologinę architektūrą“ – jei E.Dadachova ir N.Averescho išvados pasitvirtintų – būtų galima naudoti radiacijos skydui, kuris apsaugotų astronautus nuo galaktinės kosminės radiacijos audrų.
Parengta pagal BBC inf.
***
Šis turinys yra mokamos partnerystės su „Google“ dalis, skirta „Google Trends“ populiarinimui.