Katastrofa elektrowni jądrowej w Czarnobylu w 1986 roku pozostawiła bliznę w historii Ziemi, ale pośród zniszczeń natura ujawniła niezwykłą tajemnicę. Naukowcy odkryli pasmo grzybów, tzw Cryptococcus neoformans, w kompleksie Czarnobyla, który posiada niezwykłą zdolność „zjadania” promieniowania. To przełomowe odkrycie wzbudziło ogromne zainteresowanie i otworzyło nowe możliwości ochrony przed promieniowaniem, szczególnie w kontekście podróży kosmicznych.
Cryptococcus neoformans: Grzyby pochłaniające promieniowanie w Czarnobylu
Cryptococcus neoformans, dobrze znany mikroorganizm opisany pod koniec XIX wieku okazał się zarówno potencjalnym zagrożeniem, jak i zaskakującym sprzymierzeńcem człowieka. Zarażenie przez ten grzyb, tzw kryptokokoza, może stanowić poważne zagrożenie dla osób z osłabionym układem odpornościowym. Jednak ostatnie badania rzuciły światło na jego bogaty w melaninę skład, który jest kluczem do jego właściwości pochłaniania promieniowania.
Radiosynteza: wykorzystanie mocy melaniny
Melanina, pigment odpowiedzialny za ciemnienie skóry, od dawna fascynuje naukowców ze względu na swoją zdolność pochłaniania promieniowania. W przypadku Cryptococcus neoformans, melanina w swojej strukturze działa jak osłona przed promieniowaniem, przekształcając je w energię chemiczną. Ten wyjątkowy proces, przypominający fotosyntezę u roślin, został nazwany „radiosyntezą”. Odkrycie tego mechanizmu wywołało poruszenie wśród badaczy, szczególnie w dziedzinie eksploracji kosmosu.
„Jeśli masz materiał, który może działać jako osłona przed promieniowaniem, może nie tylko chronić ludzi i struktury w kosmosie, ale także przynieść bardzo realne korzyści ludziom na Ziemi”. — Radames JB Cordero, badacz z Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health
Z Czarnobyla w kosmos: odkrywanie potencjału melaniny
Potencjalne zastosowania Cryptococcus neoformans a jego właściwości pochłaniania promieniowania wykraczają daleko poza miejsce katastrofy w Czarnobylu. Naukowcy z NASA aktywnie badają możliwość wykorzystania melaniny z tych grzybów do opracowania opłacalnego kremu przeciwsłonecznego dla astronautów podczas misji kosmicznych. W listopadzie 2019 melanina pochodziła z kryptokoki został wysłany na Międzynarodową Stację Kosmiczną (ISS) przez naukowców z Johns Hopkins University do dalszych eksperymentów.
Na ISS naukowcy badają melaninę Cryptococcus neoformans rygorystycznym testom w celu określenia jego skuteczności w ochronie przed promieniowaniem w kosmosie. Promieniowanie słoneczne stanowi poważne zagrożenie dla astronautów podczas misji eksploracji kosmosu, ponieważ są oni narażeni na wysokie poziomy promieniowania kosmicznego poza ochronną magnetosferą Ziemi. Potencjał grzybów do ochrony przed bombardowaniem promieniowaniem wzbudził nadzieję i ekscytację w społeczności naukowej.
Wstępne eksperymenty na ISS dały obiecujące wyniki. Cienka warstwa Cryptococcus neoformans był w stanie zablokować i pochłonąć dwa procent promieni kosmicznych napotykanych przez ISS. Ekstrapolując te dane, naukowcy spekulują, że 21-centymetrowa warstwa tych samoreplikujących się grzybów może zapewnić wystarczającą ochronę przyszłym podróżnikom kosmicznym.
„Największym zagrożeniem dla ludzi podczas misji eksploracji kosmosu jest promieniowanie. Aby chronić astronautów wyruszających poza ochronną magnetosferę Ziemi i utrzymać stałą obecność na Księżycu i/lub Marsie, bardzo poszukiwana jest zaawansowana pasywna ochrona przed promieniowaniem”. — Wyciąg z badanie opublikowane w czasopiśmie BioRxiv
Osłona przed promieniowaniem: wyjątkowe zalety biotechnologii
W pogoni za innowacyjnymi osłonami przed promieniowaniem biotechnologia ma kilka unikalnych zalet. Uwagę badaczy przyciągnęła przydatność biotechnologii do wykorzystania zasobów in situ (ISRU), samoregeneracji i zdolności adaptacyjnych. Zawiera materiały kompozytowe Cryptococcus neoformans oferują obiecującą drogę do zwiększenia osłony przed promieniowaniem przy jednoczesnym zmniejszeniu całkowitej masy sprzętu, co ma kluczowe znaczenie dla przyszłych misji marsjańskich i zrównoważonej eksploracji kosmosu.
„Ze względu na złożoną naturę promieniowania kosmicznego prawdopodobnie nie ma jednego uniwersalnego rozwiązania tego problemu, który dodatkowo pogarszają ograniczenia związane z większą masą. W poszukiwaniu innowacyjnych osłon przed promieniowaniem biotechnologia ma wyjątkowe zalety, takie jak przydatność do wykorzystania zasobów in situ (ISRU), samoregeneracja i zdolność adaptacji”. — Wyciąg z badanie opublikowane w czasopiśmie BioRxiv
Grzyby czarnobylskie: symbol odporności i adaptacji
Obecność Cryptococcus neoformans i pokrewne kolonie grzybów kwitnące pośród ruin elektrowni jądrowej w Czarnobylu są świadectwem odporności i adaptacji natury. Organizmy te znalazły sposób na wykorzystanie energii promieniowania do swojego wzrostu, zjawiska znanego jako wzrost „radiotroficzny”. Ich zdolność do przetrwania i rozwoju w tak ekstremalnym środowisku przyciągnęła uwagę i ciekawość naukowców na całym świecie.
Wnioski
Odkrycie grzybów zjadających promieniowanie w kompleksie w Czarnobylu odkryło niezwykły naturalny mechanizm obronny przed szkodliwym działaniem promieniowania. Cryptococcus neoformans a jego bogaty w melaninę skład oferuje potencjalne rozwiązania w zakresie ochrony przed promieniowaniem, nie tylko dla astronautów wyruszających w kosmos, ale także do zastosowań bliżej domu. Trwające badania i eksperymenty mające na celu wykorzystanie mocy tych grzybów obiecują bezpieczniejszą i bardziej odporną eksplorację kosmosu, a także postęp w technologii ekranowania promieniowania na Ziemi.
Podczas gdy ludzkość nadal zgłębia tajemnice wszechświata, grzyby z Czarnobyla służą jako symbol odporności i zdolności adaptacyjnych życia w obliczu przeciwności losu. Wydaje się, że natura zawsze znajdzie sposób, aby nas zaskoczyć i zainspirować swoimi niezwykłymi rozwiązaniami wyzwań stawianych przez nasz ciągle zmieniający się świat.
Po przeczytaniu o dziwnych grzybach w Czarnobylu przeczytaj o Czarnobylska Stopa Słonia – potwór, który emituje śmierć!
