Ο μυστηριώδης μαύρος μύκητας του Τσέρνομπιλ που «τρώει» τη ραδιενέργεια

Η Ζώνη Αποκλεισμού του Τσέρνομπιλ μπορεί να είναι απαγορευμένη για τον άνθρωπο, αλλά από τότε που εξερράγη ο αντιδραστήρας της Μονάδας Τέσσερα στον Πυρηνικό Σταθμό πριν από σχεδόν 40 χρόνια, άλλες μορφές ζωής όχι μόνο έχουν εισέλθει, αλλά έχουν επιβιώσει, έχουν προσαρμοστεί και φαίνεται να ευδοκιμούν.

Μέρος αυτού μπορεί να οφείλεται στην έλλειψη ανθρώπων, αλλά για έναν οργανισμό, τουλάχιστον, η ιονίζουσα ακτινοβολία που παραμένει μέσα στις γύρω δομές του αντιδραστήρα μπορεί να αποτελεί πλεονέκτημα. Εκεί, προσκολλημένοι στους εσωτερικούς τοίχους ενός από τα πιο ραδιενεργά κτίρια στη Γη, οι επιστήμονες ανακάλυψαν έναν παράξενο μαύρο μύκητα που -περιέργως- ευδοκιμεί.

Ο παράξενος μαύρος μύκητας

Αυτός ο μύκητας ονομάζεται Cladosporium sphaerospermum και ορισμένοι επιστήμονες πιστεύουν ότι η σκούρα χρωστική του - η μελανίνη - μπορεί να του επιτρέπει να αξιοποιεί την ιονίζουσα ακτινοβολία μέσω μιας διαδικασίας παρόμοιας με τον τρόπο που τα φυτά αξιοποιούν το φως για τη φωτοσύνθεση. Αυτός ο μηχανισμός αναφέρεται ακόμη ως ραδιοσύνθεση.

Αλλά το πραγματικά περίεργο με το C. sphaerospermum είναι ότι αν και οι επιστήμονες έχουν δείξει ότι ο μύκητας ευδοκιμεί παρουσία ιονίζουσας ακτινοβολίας, κανείς δεν έχει καταφέρει να προσδιορίσει πώς ή γιατί. Η ραδιοσύνθεση είναι μια θεωρία, η οποία ωστόσο είναι δύσκολο να αποδειχθεί.

Η ανακάλυψη στον πυρηνικό αντιδραστήρα

Το μυστήριο ξεκίνησε στα τέλη της δεκαετίας του 1990, όταν μια ομάδα με επικεφαλής τη μικροβιολόγο Nelli Zhdanova της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών της Ουκρανίας ξεκίνησε μια έρευνα πεδίου στη Ζώνη Αποκλεισμού του Τσέρνομπιλ για να ανακαλύψει τι είδους ζωή -αν υπήρχε- μπορούσε να βρεθεί στο καταφύγιο που περιέβαλλε τον ερειπωμένο αντιδραστήρα.

Εκεί, έμειναν έκπληκτοι όταν ανακάλυψαν μια ολόκληρη κοινότητα μυκήτων, που καταγράφει έναν εκπληκτικό αριθμό 37 ειδών. Αξιοσημείωτο είναι ότι αυτοί οι οργανισμοί έτειναν να έχουν σκούρες έως μαύρες αποχρώσεις, πλούσιους σε μελανίνη. Το C. sphaerospermum κυριάρχησε στα δείγματα, ενώ παράλληλα παρουσίασε μερικά από τα υψηλότερα επίπεδα ραδιενεργού μόλυνσης.

Όσο εκπληκτική κι αν ήταν η ανακάλυψη, αυτό που συνέβη στη συνέχεια πύκνωσε το μυστήριο. Η ραδιοφαρμακολόγος Ekaterina Dadachova και ο ανοσολόγος Arturo Casadevall - και οι δύο από το Albert Einstein College of Medicine στις ΗΠΑ - ηγήθηκαν μιας ομάδας επιστημόνων που διαπίστωσαν ότι η έκθεση του C. sphaerospermum σε ιονίζουσα ακτινοβολία δεν βλάπτει τον μύκητα όπως θα έβλαπτε άλλους οργανισμούς.

Η ιονίζουσα ακτινοβολία περιγράφει τις εκπομπές σωματιδίων αρκετά ισχυρών ώστε να αποσπάσουν ηλεκτρόνια από τα άτομά τους, μετατρέποντάς τα στις ιοντικές τους μορφές. Αυτό ακούγεται αρκετά ακίνδυνο στα χαρτιά, αλλά στην πράξη, ο ιονισμός μπορεί να διασπάσει μόρια, παρεμβαίνοντας σε βιοχημικές αντιδράσεις, ακόμη και καταστρέφοντας το DNA. Τίποτα από αυτά δεν είναι καλό για έναν άνθρωπο, αν και μπορεί να αξιοποιηθεί για την καταστροφή καρκινικών κυττάρων, τα οποία είναι ιδιαίτερα ευάλωτα στις επιπτώσεις του.

Ωστόσο, το C. sphaerospermum φάνηκε παράξενα ανθεκτικό και μάλιστα αναπτύχθηκε καλύτερα όταν εκτέθηκε σε ιονίζουσα ακτινοβολία. Άλλα πειράματα έδειξαν ότι η ιονίζουσα ακτινοβολία άλλαξε τη συμπεριφορά της μυκητιακής μελανίνης - μια ενδιαφέρουσα παρατήρηση που δικαιολογούσε περαιτέρω διερεύνηση.

Μετατρέπει τη ραδιενέργεια σε ενέργεια

Η επόμενη εργασία των Dadachova και Casadevall το 2008 είναι η πρώτη φορά που πρότειναν μια βιολογική οδό παρόμοια με τη φωτοσύνθεση. Ο μύκητας - και άλλοι παρόμοιοι - φαίνεται να συλλέγουν ιονίζουσα ακτινοβολία και να τη μετατρέπουν σε ενέργεια, με τη μελανίνη να εκτελεί παρόμοια λειτουργία με τη χρωστική ουσία χλωροφύλλη που απορροφά το φως. Ταυτόχρονα, η μελανίνη λειτουργεί ως προστατευτική ασπίδα ενάντια στις πιο επιβλαβείς επιπτώσεις αυτής της ακτινοβολίας.

Αυτό φαίνεται να υποστηρίζεται από τα ευρήματα μιας δημοσίευσης του 2022, στην οποία οι επιστήμονες περιγράφουν τα αποτελέσματα της μεταφοράς του C. sphaerospermum στο διάστημα και της πρόσδεσής του στο εξωτερικό του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού (ISS), εκθέτοντάς το στην κοσμική ακτινοβολία.

Εκεί, αισθητήρες έδειξαν ότι μικρότερη ποσότητα ακτινοβολίας διείσδυσε μέσα από τους μύκητες σε σχέση με ένα δείγμα ελέγχου που περιείχε μόνο άγαρ. Στόχος της παρούσας εργασίας δεν ήταν να καταδείξει ή να διερευνήσει τη ραδιοσύνθεση, αλλά να διερευνήσει τις δυνατότητες του μύκητα ως ασπίδα ακτινοβολίας για διαστημικές αποστολές. Αλλά, μέχρι στιγμής, δεν γνωρίζουμε ακόμη τι κάνει στην πραγματικότητα ο μύκητας.

Οι επιστήμονες δεν έχουν καταφέρει να αποδείξουν ότι η δέσμευση άνθρακα εξαρτάται από την ιονίζουσα ακτινοβολία, το μεταβολικό κέρδος από την ιονίζουσα ακτινοβολία ή μια καθορισμένη οδό συλλογής ενέργειας, όπως αναφέρει το Science Alert.

«Ωστόσο, η πραγματική ραδιοσύνθεση μένει να αποδειχθεί, πόσω μάλλον η αναγωγή των ενώσεων άνθρακα σε μορφές με υψηλότερο ενεργειακό περιεχόμενο ή η σταθεροποίηση ανόργανου άνθρακα που προκαλείται από ιονίζουσα ακτινοβολία», γράφει μια ομάδα με επικεφαλής τον μηχανικό Nils Averesch του Πανεπιστημίου του Στάνφορντ.

Δεν είναι ο μόνος μύκητας που τρέφεται με ραδιενέργεια

Η ιδέα της ραδιοσύνθεσης μοιάζει σαν κάτι βγαλμένο από επιστημονική φαντασία. Αλλά ίσως είναι ακόμη πιο ελπιδοφόρο το γεγονός ότι αυτός ο παράξενος μύκητας κάνει κάτι που δεν καταλαβαίνουμε, για να εξουδετερώσει κάτι τόσο επικίνδυνο για τον άνθρωπο.

Δεν είναι και το μόνο. Ένας μαύρος μύκητας, ο Wangiella dermatitidis, παρουσιάζει αυξημένη ανάπτυξη υπό ιονίζουσα ακτινοβολία. Στο μεταξύ, ένα άλλο είδος μύκητα, ο Cladosporium cladosporioides, παρουσιάζει αυξημένη παραγωγή μελανίνης αλλά όχι ανάπτυξη υπό ακτινοβολία γάμμα ή υπεριώδη ακτινοβολία.

Επομένως, η συμπεριφορά που παρατηρείται στο C. sphaerospermum δεν είναι καθολική για τους μελανοποιημένους μύκητες. Μήπως αυτό υποδηλώνει ότι πρόκειται για μια προσαρμογή που επιτρέπει στον μύκητα να τροφοδοτείται με ισχυρό φως που μπορεί να σκοτώσει άλλους οργανισμούς; Ή μήπως πρόκειται για μια αντίδραση στο στρες που ενισχύει την επιβίωση υπό εξευγενιστικές, αλλά όχι ιδανικές, συνθήκες;

Σε αυτό το σημείο, είναι αδύνατο να απαντηθούν αυτά τα ερωτήματα. Αυτό που γνωρίζουμε είναι ότι αυτός ο ταπεινός, βελούδινος μαύρος μύκητας κάνει κάτι έξυπνο με την ιονίζουσα ακτινοβολία για να επιβιώσει και ίσως ακόμη και να πολλαπλασιαστεί σε ένα μέρος πολύ επικίνδυνο για να το περπατήσουν με ασφάλεια οι άνθρωποι· η ζωή όντως βρίσκει έναν τρόπο.