Зона відчуження Чорнобиля може бути закритою для людей, але це не означає, що всі форми життя не можуть вижити в цих умовах.
Після вибуху четвертого реактора Чорнобильської атомної електростанції майже 40 років тому, інші види життя з'явилися, вижили, адаптувалися та здається, процвітали.
Частково це може бути пов'язано з відсутністю людей.
Але для одного організму, принаймні, іонізуюче випромінювання, що залишилося всередині реактора, може бути перевагою.
На внутрішніх стінах однієї з найбільш радіоактивних будівель на Землі вчені виявили дивний чорний гриб, який, здається, живе своїм найкращим життям.
Цей гриб називається Cladosporium sphaerospermum, і деякі вчені вважають, що його темний пігмент – меланін – може дозволити йому використовувати іонізуюче випромінювання через процес, схожий на те, як рослини використовують світло для фотосинтезу. Цей запропонований механізм навіть називається радіосинтезом.
Однак ось що дійсно цікаво в C. sphaerospermum.
Хоча вчені показали, що гриб процвітає в присутності іонізуючого випромінювання, ніхто не зміг точно визначити, як і чому. Радіосинтез – це теорія, яку важко довести.
Містика почалася в кінці 1990-х, коли команда на чолі з мікробіологом Неллі Ждановою з Національної академії наук України вирушила в експедицію до зони відчуження Чорнобиля, щоб дізнатися, яке життя, якщо таке є, можна знайти в укритті навколо зруйнованого реактора.
Там вони були вражені, виявивши цілу спільноту грибів, документуючи вражаючі 37 видів. Зокрема, ці організми, як правило, мали темний колір, багатий на пігмент меланін.
C. sphaerospermum домінував у зразках, демонструючи деякі з найвищих рівнів радіоактивного забруднення.
Як би дивно це не було, те, що сталося далі, ще більше поглибило інтригу.
Радіофармаколог Єкатерина Дадачова та імунолог Артуро Касадеваль – обидва з Альберт Ейнштейн Коледжу медицини в США – очолили команду вчених, яка виявила, що вплив іонізуючого випромінювання не шкодить грибові так, як це було б з іншими організмами.
Іонізуюче випромінювання описує викиди частинок, достатньо потужних, щоб вибивати електрони з їх атомів, перетворюючи їх на іонні форми.
Це звучить досить безпечно на папері, але на практиці іонізація може розривати молекули, заважаючи біохімічним реакціям і навіть знищуючи ДНК. Нічого з цього не є добрим для людини, хоча це може бути використано для знищення ракових клітин, які є особливо вразливими до його впливу.
Однак C. sphaerospermum здається дивно стійким і навіть краще росте, коли піддається іонізуючому випромінюванню. Інші експерименти показали, що іонізуюче випромінювання змінює поведінку грибного меланіну – цікаве спостереження, яке вимагало подальшого дослідження.
У 2008 році Дадачова та Касадеваль вперше запропонували біологічний шлях, схожий на фотосинтез.
Гриб – і інші подібні до нього – здається, збирають іонізуюче випромінювання і перетворюють його на енергію, при цьому меланін виконує подібну функцію до світлозбирального пігменту хлорофілу.
Водночас меланін діє як захисний щит проти більш шкідливих ефектів цього випромінювання.
Це, здається, підтверджується результатами дослідження 2022 року, в якому вчені описують результати експерименту з C. sphaerospermum, коли його вивели в космос і прикріпили до зовнішньої частини МКС, піддаючи його повному впливу космічного випромінювання.
Там датчики, розміщені під чашкою Петрі, показали, що менша кількість радіації проникала через гриби, ніж через контроль з агаром.
Метою цього дослідження не було демонструвати або досліджувати радіосинтез, а дослідити потенціал гриба як радіаційного щита для космічних місій, що є цікавою ідеєю.
Але, на момент цього дослідження, ми все ще не знаємо, що насправді робить гриб.
Вчені не змогли продемонструвати фіксацію вуглецю, залежну від іонізуючого випромінювання, метаболічний приріст від іонізуючого випромінювання або визначений шлях збору енергії.
"Фактичний радіосинтез, однак, залишається невідомим, не кажучи вже про зменшення вуглецевих сполук до форм з вищим енергетичним вмістом або фіксацію неорганічного вуглецю, що викликане іонізуючим випромінюванням," – написала команда на чолі з інженером Нілсом Аверешем зі Стенфордського університету.
Ідея радіосинтезу така крута – як щось з наукової фантастики. Але, можливо, ще крутіше, що цей дивний гриб робить щось, що ми не розуміємо, щоб нейтралізувати щось таке небезпечне для людей.
Це не єдиний випадок. Чорна дріжджова культура Wangiella dermatitidis демонструє покращене зростання під іонізуючим випромінюванням. Тим часом інший вид гриба, Cladosporium cladosporioides, демонструє підвищене виробництво меланіну, але не зростання під гамма- або УФ-випромінюванням.
Отже, поведінка, спостережувана в C. sphaerospermum, не є універсальною для меланізованих грибів.
Чи свідчить це про те, що це адаптація, яка дозволяє грибові харчуватися потужним світлом, яке може вбити інші організми? Або це реакція на стрес, яка підвищує виживання в екстремальних, але не ідеальних умовах?
На даний момент це неможливо визначити.
Те, що ми знаємо, це те, що цей скромний, оксамитовий чорний гриб робить щось розумне з іонізуючим випромінюванням, щоб вижити і, можливо, навіть розмножитися в місці, яке занадто небезпечне для людей; що життя дійсно знаходить шлях.
Цікавий факт
Цей гриб, Cladosporium sphaerospermum, може використовувати іонізуюче випромінювання для свого розвитку, що робить його унікальним серед інших організмів.