Чорний гриб Чорнобиля перетворює ядерне випромінювання на енергію — це може допомогти у космічних подорожах. Дослідження показало, що гриби особливим чином притягуються до іонізуючого випромінювання.
Про це пише Interesting Engineering.
Життя має дивовижну здатність процвітати в найекстремальніших умовах. Дивний чорний гриб, виявлений на місці Чорнобильської катастрофи, виживає, живлячись смертельно небезпечним випромінюванням.
Катастрофа сталася 26 квітня 1986 року, коли плановий тест безпеки на четвертому реакторі Чорнобильської АЕС через конструктивні та експлуатаційні помилки переріс у найстрашнішу ядерну аварію в історії.
Щоб захистити людей від радіаційного ураження, було створено 30-кілометрову «зону відчуження», куди доступ людям заборонено. Попри небезпеку, деякі дослідники вивчали, як випромінювання впливає на навколишнє середовище.
Наприклад, у 1997 році українська мікологиня Неллі Жданова виявила чорну плісняву, що колонізувала високорадіоактивні руїни Чорнобильської АЕС — вона росла на стінах, стелях і навіть всередині реакторного залу.
Замість того, щоб уникати токсичного середовища, дослідження показало, що ці гриби унікальним чином притягуються до іонізуючого випромінювання.
Це дивовижне відкриття — що життя може не просто виживати, а й процвітати за наявності випромінювання — поставило під сумнів усталені уявлення про стійкість життя. Воно також відкрило перспективи використання цієї плісняви для очищення радіоактивних територій і захисту астронавтів від космічного випромінювання.
Роль меланіну
Іонізуюче випромінювання, яке зазвичай руйнує ДНК і клітини, для цих стійких грибів виявилося поживною речовиною.
Секрет полягав у меланіні. Той самий пігмент, який визначає колір нашої шкіри й захищає від ультрафіолету, у великій кількості міститься у клітинних стінках чорнобильських грибів.
Спочатку вважали, що меланін просто захищає плісняву. Але дослідження 2007 року, проведене ядерною науковицею Катериною Дадачовою, показало ключове: меланізовані гриби росли на 10 % швидше під дією радіоактивного цезію, тобто активно використовували випромінювання як джерело метаболічної енергії. Цей процес назвали радіосинтезом.
«Енергія іонізуючого випромінювання приблизно в мільйон разів вища за енергію білого світла, яке використовується в фотосинтезі, — сказала Катерина Дадачова в інтерв’ю BBC. — Тому потрібен дуже потужний перетворювач енергії, і ми вважаємо, що меланін саме на це й здатен — переводити іонізуюче випромінювання в придатні для використання рівні енергії».
Подальші дослідження показали, що не всі меланізовані гриби демонструють таку поведінку, а в одному експерименті різниці в рості під дією випромінювання взагалі не виявили.
Зацікавлена міжнародна наукова спільнота відправила зразки Cladosporium sphaerospermum — того самого штаму, що знайшли в Чорнобилі — на Міжнародну космічну станцію (МКС).
Захист астронавтів і житла
Те, що сталося далі, остаточно підтвердило космічний потенціал цієї плісняви. Під впливом інтенсивного космічного випромінювання гриби не просто вижили — вони процвітали, показавши швидкість росту в 1,21 раза вищу, ніж контрольні зразки на Землі.
Цікаво, що експеримент на МКС також продемонстрував захисні властивості гриба: у міру росту він блокував значну частину випромінювання порівняно з контрольними ділянками.
З цих експериментів вчені зробили висновок, що радіозахисний ефект може бути зумовлений не лише меланіном, а й іншими біологічними компонентами, наприклад водою.
Галактичне космічне випромінювання — потік високоенергетичних заряджених протонів від вибухів зірок — вважається «найбільшою небезпекою» для астронавтів, які залишають захисну атмосферу Землі.
Традиційні засоби захисту (наприклад, важкі метали) дорогі й важкі для запуску в космос. Чорнобильська пліснява пропонує просту біологічну альтернативу.
Астробіологиня NASA Лінн Дж. Ротшильд уявляє «міко-архітектуру» — житло, вирощене з грибів на Місяці чи Марсі. Такі живі стіни будуть не лише конструктивними, а й самовідновлюваними радіаційними щитами, які вирощуватимуться безпосередньо на місці, що різко знизить витрати на доставку.
Гриби, які колонізували токсичне місце на кшталт Чорнобиля, вже в найближчому майбутньому можуть захищати астронавтів у космосі.
