Indholdsfortegnelse:

Svampe i Tjernobyl: unormalt liv under stråling
Svampe i Tjernobyl: unormalt liv under stråling

Video: Svampe i Tjernobyl: unormalt liv under stråling

Video: Svampe i Tjernobyl: unormalt liv under stråling
Video: Мальвы цветут_Рассказ_Слушать 2024, Marts
Anonim

Livet er i stand til at tæmme selv dødelig stråling og bruge sin energi til gavn for nye skabninger.

I modsætning til mange forventninger gjorde Tjernobyl-katastrofen ikke de omkringliggende skove til en død nuklear ørken. Hver sky har en sølvbeklædning, og efter etableringen af udelukkelseszonen faldt det menneskeskabte pres på den lokale natur kraftigt. Selv i de mest beskadigede områder kom plantelivet hurtigt, vildsvin, bjørne og ulve vendte tilbage til Pripyat-dalen. Naturen kommer til live som en fabelagtig Phoenix, men strålingens usynlige kvælende greb mærkes overalt.

"Vi gik gennem skoven, himlen var malet med en storslået solnedgang," siger den amerikanske mikrobiolog Christopher Robinson, der arbejdede her i 2018. - I en bred lysning mødte vi heste på omkring fyrre. Og de havde alle gule øjne, der næsten ikke kunne skelne mellem os, der gik forbi." Faktisk lider dyr i massevis af grå stær: Synet er særligt følsomt over for stråling, og blindhed er et almindeligt resultat af et langt liv i udelukkelseszonen. Udviklingsforstyrrelser er almindelige hos lokale dyr, og kræft opstår ofte. Og endnu mere katastrofalt at være i nærheden af ulykkens tidligere epicenter.

Tjernobyl
Tjernobyl

Den fjerde blok, der eksploderede i 1986, blev et par måneder senere dækket af en beskyttende sarkofag, hvor andet radioaktivt affald fra stedet blev samlet. Men allerede i 1991, da mikrobiolog Nelly Zhdanova og hendes kolleger undersøgte disse rester ved hjælp af fjernstyrede manipulatorer, dukkede livet også op her. Det dødelige affald viste sig at være beboet af blomstrende samfund af sorte svampe.

I løbet af de følgende år blev repræsentanter for omkring hundrede slægter identificeret blandt dem. Nogle af dem modstår ikke kun det dødelige niveau af stråling, men selv er tiltrukket af det, som planter til lys.

Overlevelse

Højenergistråling er farlig for alt levende. Det beskadiger let DNA, hvilket forårsager mutationer og fejl i koden. Tunge partikler er i stand til at nedbryde kemiske forbindelser som kanonkugler, hvilket fører til fremkomsten af aktive radikaler, som straks interagerer med den første nabo, de finder. Et tilstrækkeligt intenst bombardement kan forårsage radiolyse af vandmolekyler og en hel byge af tilfældige reaktioner, der dræber cellen. På trods af dette viser nogle skabninger en fantastisk modstand mod sådanne påvirkninger.

Encellede organismer har en relativt simpel struktur, og det er ikke så nemt at forstyrre deres stofskifte af frie radikaler, og kraftfulde proteinreparationsværktøjer reparerer hurtigt beskadiget DNA. Som et resultat er svampe i stand til at absorbere op til 17.000 Gray af strålingsenergi - mange størrelsesordener mere end den mængde, der er sikker for mennesker. Desuden nyder nogle af dem bogstaveligt talt sådan radioaktiv "regn".

Tjernobyl
Tjernobyl

Den berømte Canyon of Evolution nær Mount Carmel i Israel er orienteret med den ene skråning mod Europa, den anden mod Afrika. Forskellen mellem deres belysning når 800%, og den "afrikanske" skråning, der er bestrålet af solen, er beboet af svampe, der vokser bedre i nærvær af stråling. Ligesom dem, der findes i Tjernobyl, fremstår de sorte på grund af de store mængder melanin. Dette pigment er i stand til at opsnappe højenergipartikler og sprede deres energi, hvilket forhindrer celler i at beskadige.

Ved at opløse en sådan svampecelle, under et mikroskop, kan man se dens "spøgelse" - en sort silhuet af melanin, som akkumuleres i koncentriske lag i cellevæggen. Svampe fra den "afrikanske" side af kløften indeholder tre gange mere af det end indbyggerne på den "europæiske" skråning. De er også rige på mange mikrober, der lever i højlandet, som under naturlige forhold modtager op til 500-1000 Gray om året. Men selv sådan en anstændig mængde absorberet stråling for svampe er ingenting. Det er usandsynligt, at alt dette melanin er produceret til beskyttelse alene.

Velstand

Selv Nelly Zhdanova demonstrerede i 1991, at svampe indsamlet nær Tjernobyl-atomkraftværket når strålingskilden og vokser bedre i dens tilstedeværelse. I 2007 blev disse resultater udviklet af biologerne Arturo Casadevala og Ekaterina Dadachova, der arbejder i USA. Forskere har vist, at sorte melaniserede svampe (Cladosporium sphaerospermum, Wangiella dermatitidis og Cryptococcus neoformans) under påvirkning af stråling, der er hundredvis af gange højere end den naturlige baggrund, assimilerer kulstof fra næringsmediet tre gange mere intensivt. På samme tid tolererede mutante albinosvampe, der ikke var i stand til at producere melanin, let stråling, men voksede med den sædvanlige hastighed.

Svampe
Svampe

Det er værd at sige, at melanin kan være til stede i celler i lidt forskellige kemiske konfigurationer. Dens hovedform hos mennesker er eumelanin, det beskytter huden mod ultraviolet stråling og giver den en brun-sort farve. Den røde farve på læberne og brystvorterne bestemmes af tilstedeværelsen af pheomelanin. Og det er pheomelanin, der produceres af svampeceller under påvirkning af stråling, selvom det i sådanne mængder allerede ser helt sort ud.

Overgangen fra eu- til pheomelanin er ledsaget af en stigning i overførslen af elektroner fra NADP til ferricyanid - dette er et af de første trin i glukosebiosyntesen. Det er ikke overraskende, at sådanne svampe ifølge nogle antagelser er i stand til at udføre reaktioner svarende til fotosyntese, men i stedet for lys bruger de energien fra radioaktiv stråling. Denne evne giver dem mulighed for at overleve og trives, hvor mere komplekse og kræsne organismer dør.

Store mængder af stærkt melaniserede svampesporer findes i aflejringerne fra den tidlige kridtperiode. I den æra uddøde mange dyr og planter: "Denne periode falder sammen med overgangen gennem det" magnetiske nul "og det midlertidige tab af det" geomagnetiske skjold "der beskytter Jorden mod stråling," skriver Ekaterina Dadachova. Radiotrofiske svampe kunne ikke undgå at drage fordel af denne situation. Før eller siden vil vi også bruge dette.

bilag

Brugen af melanin til at udnytte strålingsenergi er stadig kun en hypotese. Forskningen fortsætter dog, da radiotrofen ikke er noget eksotisk. Under forhold med mangel på ressourcer og tilstrækkelig stråling kan nogle almindelige svampe forbedre melaninsyntesen og udvise evnen til at "nære sig med stråling". For eksempel er de førnævnte C. sphaerospermum og W. dermatitidis udbredte jordorganismer, og C. neoformans inficerer nogle gange mennesker, hvilket forårsager infektiøs kryptokokkose.

Svampe
Svampe

Sådanne svampe vokser ret let under laboratorieforhold, de er nemme at manipulere. Og på grund af deres evne til at befolke områder med høj forurening, kan de blive et praktisk værktøj til bortskaffelse af radioaktivt affald. I dag bliver sådant affald - for eksempel gamle overalls - normalt presset og rullet sammen til opbevaring, indtil ustabile nuklider naturligt er opbrugt. Det er muligt, at svampe, der kan overleve på højenergistråling, til tider vil fremskynde denne proces.

I 2016 blev melaniserede svampe indsamlet nær Tjernobyl-atomkraftværket sendt ud i rummet. Selv med al afskærmning taget i betragtning, er de sædvanlige strålingsniveauer på ISS 50 til 80 gange højere end baggrundsstråling nær Jordens overflade, hvilket giver betingelser for vækst af sådanne celler. Prøverne tilbragte omkring to uger i kredsløb, før de blev returneret for at give forskere mulighed for at undersøge, hvordan mikrotyngdekraften påvirkede dem. Måske bliver svampe en dag nødt til at leve sådan fra generation til generation.

Strålingsenergien fra en stjerne svækkes hurtigt, når den bevæger sig til periferien af solsystemet, men kosmisk stråling er til stede i de fjerneste udkanter. I teorien kunne svampecellernes melanin bruges til at producere biomasse eller syntetisere komplekse molekyler, der ville være nødvendige under bemandede langdistancemissioner. Det er sandsynligt, at man foruden grønne og frodige drivhuse på fremtidens rumfartøj bliver nødt til at arrangere et andet - det fjerneste, som vil blive tilgroet med nyttig sort skimmel, der kan absorbere strålingsenergi.

Anbefalede: