Çernobil mantarları: radyasyon altında anormal yaşam

2024 Yazar: Seth Attwood | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-16 16:18

Hayat, ölümcül radyasyonu bile evcilleştirebilir ve enerjisini yeni yaratıkların yararına kullanabilir.

Pek çok beklentinin aksine Çernobil felaketi, çevredeki ormanları ölü bir nükleer çöle dönüştürmedi. Her bulutun gümüş bir astarı vardır ve dışlama bölgesinin kurulmasından sonra yerel doğa üzerindeki antropojenik baskı keskin bir şekilde düştü. En zarar görmüş bölgelerde bile bitki yaşamı hızla düzeldi, yaban domuzları, ayılar ve kurtlar Pripyat Vadisi'ne geri döndü. Doğa muhteşem bir Anka kuşu gibi canlanır, ancak radyasyonun görünmez boğucu etkisi her yerde hissedilir.

2018'de burada çalışan Amerikalı mikrobiyolog Christopher Robinson, "Ormanda yürüyorduk, gökyüzü muhteşem bir gün batımıyla boyanmıştı" diyor. - Geniş bir açıklıkta kırk civarında atlarla karşılaştık. Ve hepsinin yanından geçtiğimizi zar zor ayırt edebilen sarı gözleri vardı." Gerçekten de, hayvanlar toplu halde katarakttan muzdariptir: görme özellikle radyasyona karşı hassastır ve körlük, dışlama bölgesinde uzun bir yaşamın yaygın bir sonucudur. Yerel hayvanlarda gelişimsel bozukluklar yaygındır ve kanser sıklıkla görülür. Ve kazanın eski merkez üssünün yakınında olmak daha da feci.

1986'da patlayan dördüncü blok, birkaç ay sonra, bölgeden diğer radyoaktif kalıntıların toplandığı koruyucu bir lahitle kaplandı. Ancak 1991 yılında, mikrobiyolog Nelly Zhdanova ve meslektaşları uzaktan kumandalı manipülatörler kullanarak bu kalıntıları incelediklerinde, burada da yaşam ortaya çıktı. Ölümcül enkazın, gelişen siyah mantar topluluklarının yaşadığı bulundu.

Sonraki yıllarda, aralarında yaklaşık yüz cinsin temsilcileri tespit edildi. Bazıları sadece ölümcül radyasyon seviyesine dayanmakla kalmaz, aynı zamanda bitkilerin ışığa çekilmesi gibi, kendileri bile ona çekilir.

hayatta kalma

Yüksek enerjili radyasyon tüm canlılar için tehlikelidir. DNA'ya kolayca zarar vererek kodda mutasyonlara ve hatalara neden olur. Ağır parçacıklar, top mermileri gibi kimyasal bileşikleri parçalayarak, buldukları ilk komşuyla hemen etkileşime giren aktif radikallerin ortaya çıkmasına neden olabilir. Yeterince yoğun bir bombardıman, su moleküllerinin radyolizine ve hücreyi öldüren bir dizi rastgele reaksiyona neden olabilir. Buna rağmen, bazı canlılar bu tür etkilere karşı inanılmaz bir direnç gösterirler.

Tek hücreli organizmalar nispeten basit bir yapıya sahiptir ve serbest radikaller tarafından metabolizmalarını bozmak o kadar kolay değildir ve güçlü protein onarım araçları hasarlı DNA'yı hızla onarır. Sonuç olarak, mantarlar 17.000 Gray'e kadar radyasyon enerjisini emebilir - insanlar için güvenli olan miktardan çok daha fazla büyüklük sırası. Dahası, bazıları kelimenin tam anlamıyla bu tür radyoaktif "yağmurun" tadını çıkarır.

İsrail'deki Carmel Dağı yakınlarındaki ünlü Evrim Kanyonu, bir eğimi Avrupa'ya, diğeri Afrika'ya doğru yönelmiştir. Aydınlatmaları arasındaki fark% 800'e ulaşıyor ve güneş tarafından ışınlanan "Afrika" yamacında radyasyon varlığında daha iyi büyüyen mantarlar yaşıyor. Çernobil'de bulunanlar gibi, büyük miktarda melanin nedeniyle siyah görünürler. Bu pigment, yüksek enerjili parçacıkları yakalayabilir ve enerjilerini dağıtarak hücreleri hasardan korur.

Böyle bir mantar hücresini mikroskop altında çözerek, "hayaletini" görebilir - hücre duvarında eşmerkezli katmanlarda biriken siyah bir melanin silüeti. Kanyonun "Afrika" tarafındaki mantarlar, "Avrupa" yamacının sakinlerinden üç kat daha fazlasını içerir. Ayrıca, doğal koşullarda yılda 500-1000 Griye kadar çıkan yaylalarda yaşayan birçok mikrop açısından da zengindirler. Ancak mantarlar için bu kadar iyi miktarda emilen radyasyon bile hiçbir şey değildir. Tüm bu melaninin yalnızca koruma için üretilmesi pek olası değildir.

Refah

1991'de Nelly Zhdanova bile Çernobil nükleer santralinin yakınında toplanan mantarların radyasyon kaynağına ulaştığını ve varlığında daha iyi büyüdüğünü gösterdi. 2007 yılında, bu sonuçlar ABD'de çalışan biyologlar Arturo Casadevala ve Ekaterina Dadachova tarafından geliştirildi. Bilim adamları, doğal arka plandan yüzlerce kat daha yüksek radyasyonun etkisi altında, siyah melanize mantarların (Cladosporium sphaerospermum, Wangiella dermatitidis ve Cryptococcus neoformans) karbonu besin ortamından üç kat daha yoğun bir şekilde özümsediğini göstermiştir. Aynı zamanda, melanin üretemeyen mutant albino mantarları radyasyonu kolayca tolere etti, ancak olağan oranda büyüdü.

Melaninin hücrelerde biraz farklı kimyasal konfigürasyonlarda bulunabileceğini söylemeye değer. İnsanlardaki ana formu eumelanindir, cildi ultraviyole radyasyondan korur ve kahverengi-siyah bir renk verir. Dudakların ve meme uçlarının kırmızı rengi feomelanin varlığı ile belirlenir. Ve bu miktarlarda zaten tamamen siyah görünmesine rağmen, mantar hücreleri tarafından radyasyonun etkisi altında üretilen feomelanindir.

Eu-'den feomelanin'e geçişe, elektronların NADP'den ferrisiyanide transferinde bir artış eşlik eder - bu, glikoz biyosentezindeki ilk adımlardan biridir. Bazı varsayımlara göre, bu tür mantarların fotosenteze benzer reaksiyonlar gerçekleştirebilmeleri şaşırtıcı değildir, ancak ışık yerine radyoaktif radyasyon enerjisini kullanırlar. Bu yetenek, daha karmaşık ve titiz organizmaların öldüğü yerlerde hayatta kalmalarını ve gelişmelerini sağlar.

Erken Kretase Dönemi tortullarında çok sayıda yüksek oranda melanize mantar sporları bulunur. O çağda, birçok hayvan ve bitkinin soyu tükendi: “Bu dönem“manyetik sıfır”dan geçiş ve Dünya'yı radyasyondan koruyan“jeomanyetik kalkan ın”geçici kaybı ile çakışıyor” diye yazıyor Ekaterina Dadachova. Radyotrofik mantarlar bu durumdan yararlanmadan edemedi. Er ya da geç bunu da kullanacağız.

ek

Radyasyon enerjisini kullanmak için melanin kullanımı hala sadece bir hipotezdir. Bununla birlikte, radyotrof egzotik bir şey olmadığı için araştırmalar devam ediyor. Kaynak eksikliği ve yeterli radyasyon koşullarında, bazı yaygın mantarlar melanin sentezini artırabilir ve "radyasyonla beslenme" yeteneği gösterebilir. Örneğin, yukarıda bahsedilen C. sphaerospermum ve W. dermatitidis yaygın toprak organizmalarıdır ve C. neoformans bazen insanları enfekte ederek enfeksiyöz kriptokokoza neden olur.

Bu tür mantarlar laboratuvar koşullarında oldukça kolay büyür, manipüle edilmesi kolaydır. Yüksek kontaminasyonlu alanları doldurma yetenekleri nedeniyle, radyoaktif atıkların bertarafı için uygun bir araç haline gelebilirler. Bugün, bu tür çöpler - örneğin eski tulumlar - genellikle dengesiz nüklidler doğal olarak tükenene kadar depolamak için preslenir ve sarılır. Yüksek enerjili radyasyonla hayatta kalabilen mantarların zaman zaman bu süreci hızlandırması mümkündür.

2016 yılında Çernobil nükleer santrali yakınında toplanan melanize mantarlar uzaya gönderildi. Tüm koruma dikkate alındığında bile, ISS'deki olağan radyasyon seviyeleri, Dünya yüzeyine yakın arka plan radyasyonundan 50 ila 80 kat daha yüksektir ve bu tür hücrelerin büyümesi için koşullar sağlar. Örnekler, bilim adamlarının mikro yerçekiminin onları nasıl etkilediğini araştırmasına izin vermek için geri gönderilmeden önce yörüngede yaklaşık iki hafta geçirdi. Belki bir gün mantarlar nesilden nesile böyle yaşamak zorunda kalacak.

Bir yıldızın radyasyon enerjisi, güneş sisteminin çevresine doğru hareket ederken hızla zayıflar, ancak kozmik radyasyon en uzak kenarlarda bulunur. Teoride, mantar hücrelerinin melanini, biyokütle üretmek veya uzun mesafeli insanlı görevler sırasında gerekli olacak karmaşık molekülleri sentezlemek için kullanılabilir. Geleceğin uzay aracındaki yeşil ve yemyeşil seralara ek olarak, radyasyon enerjisini emebilen yararlı siyah küf ile büyüyecek olan en uzak olanı düzenlemek zorunda kalacak.