Эта история — пример того, как природа может приспосабливаться к самым экстремальным условиям, превращая смертельную опасность в источник жизни и энергии.
Обычно мы не пишем статьи о биологических научных открытиях. Но перед организмами на грани научной фантастики и реальности, открывающими человечеству путь к звездам 🚀, и чья история только начинается, мы не смогли устоять.
Чернобыльское открытие
В конце 1980-х годов в самом сердце 30-километровой зоны отчуждения, пожалуй, самого смертоносного места на Земле, в руинах Чернобыльской АЭС, на стенах и поверхностях поврежденного реактора №4, ученые обнаружили черные плесневидные грибы, которые не просто выживали в условиях смертельного гамма-излучения, а питались этим излучением, преобразуя радиацию в энергию.
Грибок получил название - Cladosporium sphaerospermum, или неофициальное - «черный гриб Чернобыля».
Или просто: радиотрофный гриб.
Наука о радиационном преобразовании
За изучение "чернобыльских грибов" взялись ведущие университеты мира, включая Медицинский колледж Альберта Эйнштейна и университет Ратгерс (основанный в 1766 г. университет находится на 54 месте среди лучших учебных заведений мира).
Оказалось, что в мире грибов существует удивительная группа — радиотрофные грибы, которые обладают уникальной способностью использовать ионизирующее излучение ☢️ в качестве источника энергии для своего метаболизма.
С тех пор радиотрофные грибы обнаружены в опаснейших зонах на Земле — зонах с повышенной радиацией. Там они вызывают удивление ученых своим ростом направленным в сторону источников радиации — феномен, получивший название радиотропизм.
Грибы не просто выживают в радиации, они будто питаются ею, что кардинально отличает их от других организмов, которым радиация лишь вредит.
Этот процесс получил название радиосинтеза и напоминает механизмы анаэробного дыхания.
Анаэробное дыхание — это способ получения энергии, при котором живые организмы (например, бактерии или клетки мышц) используют не кислород, а другие вещества (например, нитраты).
Важные наблюдения были сделаны также за пределами радиационной среды, когда грибы реагировали аналогичным образом на неионизирующее излучение.
К неионизирующим излучениям относятся электромагнитные излучения низких энергий: радиоволны, микроволны, инфракрасное и видимое излучение, а также ультрафиолетовое излучение (ближний диапазон).
Сюда же относят различные магнитные и электрические поля промышленной частоты, статические электрические поля и лазерное излучение.
Но кому это интересно, когда речь заходит о радиации?
Исследования, проведённые в медицинском колледже Альберта Эйнштейна, показали, что при воздействии радиации, превышающей обычный фон в 500 раз, грибы Cladosporium sphaerospermum, Wangiella dermatitidis и Cryptococcus neoformans значительно увеличивали массу и быстрее накапливали вещества, необходимые для жизни.
Уникальная способность гриба связана с пигментом меланином — тем же пигментом, который придает цвет человеческой коже и защищает ее от ультрафиолетового излучения.
При облучении у этих грибов меланин менял свои химические свойства, усиливая процессы передачи энергии в клетках.
Это означает, что меланин может быть универсальным «энергетическим трансформатором». Однако учёные пока не выяснили все подробности этих сложных биохимических процессов.
Черный гриб и радиация: питание вместо угрозы
Черный меланин в грибке поглощает гамма-излучение, что способствует его росту. Исследования показали, что в присутствии радиации Cladosporium sphaerospermum развивается даже быстрее.
Механизм действия меланина позволяет преобразовывать вредные ионизирующие лучи в химическую энергию, необходимую для поддержания жизнедеятельности гриба.
Это явление напоминает фотосинтез у растений, которые используют свет для создания питательных веществ, только в данном случае источником энергии выступает радиация. Т.е. этот пигмент не только обеспечивает защиту, поглощая электромагнитные волны и нейтрализуя свободные радикалы, но и участвует в преобразовании радиационной энергии в биологическую.
Интересно, что в отсутствие радиации немеланизированные виды зачастую растут быстрее, что говорит о некоторой затратности производства меланина. Возможно, этот пигмент вырабатывается лишь при необходимости — как ответ на внешние условия или в разные стадии развития гриба.
Нераскрытый потенциал и будущие открытия
Совершенно естествено, что природный феномен "черного гриба", будоражит умы ученых.
Обладая способностью «питаться» радиацией и защищать от неё, "чернобыльские грибы" могут стать ключом к новым находкам в области биозащиты, инновационных технологий для очистки радиоактивных территорий, потенциально огромным прорывом в медицине, космических путешествиях, исследованиях и освоении внеземных территорий - всех тех областей, где радиация является серьёзным вызовом.
Особое внимание уделяется развитию биомиметических защит, которые могли бы применяться при космических полетах, где радиационные нагрузки значительно превышают земные уровни.
Биомиметические материалы — это искусственные материалы, созданные по принципам и подобию структур и свойств живой природы (водоотталкивающая ткань, биоразлагаемый пластик и т.д.)
Например, на поверхности Марса - привет, Илону Маску - астронавты подвергаются радиации в несколько сотен раз сильнее, чем на Земле.
Эксперимент на Международной космической станции в декабре 2018 — январе 2019 гг. показал, что слой гриба Cladosporium sphaerospermum толщиной всего 1,7 мм способен снизить уровень ионизирующей радиации примерно на 2,4%.
Если же создать полноценный грибной щит толщиной около 21 см (например, между обшивкой корабля), это сможет существенно уменьшить радиационное облучение.
Почему вообще ученые подумали о применении грибов в космическом пространстве?
Все дело в их возможности самовоспроизводиться и регенерировать, т.е. жить. А для длительных полетов - это особенно важно.
Вопрос остается в обеспечении условий для роста и не превысит ли грибная масса вес традиционной радиационной защиты, которая и так значительно утяжеляет корабли.
Понравилась статья? Поддержите канал посильным пожертвованием.
Мы собираем на профилактику многолетних и еженедельных приступов мигрени у супруги одного из авторов: укол Аджови позволяет снизить интенсивность и частоту приступов.
Стоимость укола: 23 000 рублей.
Периодичность уколов: три месяца.
Помочь через донаты Дзена (от 50 руб).
Читайте также: