A csernobili atomkatasztrófa 1986-ban a történelem egyik legsúlyosabb nukleáris balesete volt. A környezetbe került hatalmas mennyiségű radioaktív anyag évtizedek óta komoly kihívást jelent a terület ökoszisztémájának. Csernobil katasztrófa sújtotta zónájában egy különleges életforma bukkant fel, amely talán kulcsszerepet játszhat a radioaktív szennyezés csökkentésében: egy melanint tartalmazó fekete gombafaj.
A sugárzásban virágzó élet
A csernobili atomerőmű lepusztult reaktorának falain és a környező, erősen szennyezett területeken meglepő módon virágzó mikrobaközösségeket fedeztek fel a tudósok. Ezek között a mikroorganizmusok között egyértelműen domináltak a sötét színű, fekete gombák. A tudósok először a csernobili 4. számú reaktor falán fedezték fel ezt a különös gombát: Cladosporium sphaerospermum, amely a legmagasabb sugárzási szinteken is képes volt növekedni. Sőt, kiderült, hogy nem csupán ellenáll a sugárzásnak, hanem aktívan hasznosítja azt, hasonló módon, ahogyan a növények a napfényt használják a fotoszintézis során. A legérdekesebb felfedezés az volt, hogy ezek a gombák nemcsak túlélték a magas sugárzási szinteket, hanem kifejezetten a növekedésükhöz használják fel a radioaktív energiát.
A melanin rejtélye
A gombák ránézésre a zuhanyfüggönyön megtalálható penészgombákra emlékeztetnek. Ellenálló képességüket, akár csak sötét színüket a melaninnak köszönhetik. Ez az a pigment, amely a bőrünknek és a hajunknak is a színét adja, és védelmet nyújt az UV-sugárzás ellen. A csernobili gombák esetében azonban a melanin egy sokkal különlegesebb szerepet is betölthet.
A kutatók azt találták, hogy a melanin képes kémiai reakciókat katalizálni a radioaktív sugárzás hatására. Úgy tűnik, hogy a gombák a melanin segítségével képesek elektronokat nyerni a radioaktív izotópok bomlásából. Ezt a folyamatot radiotrófiának nevezik, ami szó szerint azt jelenti, hogy „sugárzásból táplálkozik”.
A Cladosporium sphaerospermum telepek általában sötéten pigmentáltak, általában lapítottak és bársonyos szerkezetűek. Ez az olajzöldtől a barnáig terjedő szín az e penészgomba által termelt melaninból származik. Mikroszkópikusan a C. sphaerospermumnak elágazó, fára emlékeztető, 150-300 μm hosszúságú konídioforái vannak. A fő konídiófora szára széles, 3,5-4 μm. A konídioforák olyan szárak, amelyek konídiumokat termelnek, míg az utóbbiak a spóraterjesztés aszexuális szerveként működnek.
Hogyan használják fel a sugárzást?
A tudósok feltételezik, hogy a gombák a melanin segítségével a radioaktív sugárzás energiáját a metabolizmusukhoz használják fel, hasonlóan ahhoz, ahogy a növények a klorofill segítségével a napfény energiáját hasznosítják a fotoszintézis során. A radioaktív bomlás során felszabaduló energiát a gombák valószínűleg olyan alapvető életfolyamatokhoz használják fel, mint a növekedés és a szaporodás.
Lehetséges szerep a sugárzás csökkentésében
Bár a fekete gombák nem képesek a radioaktív izotópokat eltüntetni, a kutatások ígéretes lehetőségeket vetnek fel a bioremediáció területén. Ez a környezetszennyezés biológiai módszerekkel történő tisztítását jelenti.
A fekete gombák potenciálisan felhasználhatók a radioaktív szennyeződések stabilizálására vagy átalakítására kevésbé veszélyes formákká. Ha a gombák valóban képesek megkötni vagy kémiailag módosítani a radioaktív anyagokat a melanin segítségével, akkor ez egy természetes és költséghatékony módszer lehet a szennyezett területek kezelésére.
2020-ban egy 30 napos kísérletet végeztek a Nemzetközi Űrállomáson, amikor egy tápoldatot tartalmazó Petri-csészét helyeztek el az űrállomáson. A tál egyik fele penésszel, a másik fele anélkül volt; a műszerek két percenként mérték a sugárzás szintjét. A kísérlet során kiderült, hogy a gomba mikrogravitációban is jól fejlődött, és képes volt alkalmazkodni az alacsony földkörüli pályán jelenlévő sugárzáshoz. Ennek során a gomba 1,8-5 százalékkal csökkentette a sugárzás szintjét. A kísérletet vezető csapat azt tervezte, hogy megvizsgálja annak lehetőségét, hogy ezt a felfedezést felhasználják-e az űrhajósok sugárzás elleni védelmére egy esetleges Mars-utazás során.
A jövő kutatásai
A csernobili fekete gombák lenyűgöző példái az élet alkalmazkodóképességének a szélsőséges körülményekhez. A kutatók továbbra is intenzíven vizsgálják ezeknek a gombáknak a biokémiáját és a radiotróf folyamat pontos mechanizmusát. A jövőbeli kutatások célja, hogy jobban megértsék, hogyan lehetne ezt a természetes jelenséget felhasználni a radioaktív szennyezés csökkentésére nemcsak Csernobilban, hanem más, nukleáris balesetek vagy hulladéklerakók által érintett területeken is.
Ez a fekete gomba egy apró, de annál figyelemreméltóbb példa arra, hogy a természet néha a legváratlanabb helyeken kínál megoldásokat a legnagyobb kihívásainkra. A csernobili reaktor árnyékában virágzó élet reményt adhat a radioaktív szennyezés hosszú távú kezelésére.
