Grzyby pochłaniające promieniowanie znalezione w zniszczonym reaktorze jądrowym w elektrowni w Czarnobylu mogą zostać wykorzystane jako osłona przed promieniowaniem kosmicznym na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, a także w planowanych dalekich misjach załogowych czy do ochrony przyszłych kolonii na Księżycu czy Marsie.
Promieniowanie kosmiczne stanowi realne zagrożenie dla zdrowia astronautów. Ziemskie pole magnetyczne i atmosfera chronią nas przed promieniowaniem, gdy jesteśmy na planecie, ale gdy wyruszamy w kosmos, ten parasol bezpieczeństwa znika. Astronauci na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) otrzymują dawkę promieniowania ponad 20 razy większą niż reszta ludzi przebywająca na Ziemi. Jeśli ludzie mają spędzać dłuższy czas w kosmosie i udać się na inne planety, jak chociażby na Marsa, trzeba będzie znaleźć skuteczne sposoby ochrony przed promieniowaniem kosmicznym.
Z pomocą mogą przyjść grzyby. I to nie byle jakie grzyby. W 1991 roku, na ścianach zniszczonego reaktora jądrowego nr 4 w Czarnobylu, naukowcy odkryli kilka gatunków grzybów, które wydają się wykorzystywać ekstremalne poziomy promieniowania do wzrostu. To tzw. grzyby radiotroficzne. Ten organizm pochodzący z jednego z najbardziej radioaktywnych miejsc na Ziemi, został zbadany pod kątem możliwości wykorzystania go, do ochrony astronautów w przestrzeni kosmicznej.
Grzyby radiotroficzne
Tarcza chroniąca przed promieniowaniem może być wykonana z różnych materiałów, jednak nie da się ich wykonać w przestrzeni kosmicznej, muszą być wysyłane z Ziemi, co jest kłopotliwe i kosztowne. Naukowcy wpadli na pomysł hodowania osłon przed promieniowaniem z żywych organizmów, a konkretnie z pochłaniających promieniowanie grzybów znalezionych na ścianach zniszczonego reaktora w Czarnobylu.
W nowych badaniach, które nie zostały jeszcze poddane recenzji, naukowcy skupili się na jednym z czarnobylskich grzybów – Cladosporium sphaerospermum. Autorzy badań wskazują, że grzyby te mogą być wykorzystywane, jako samouzupełniająca się i samoreplikująca osłona przed promieniowaniem kosmicznym. Z wynikami badań można zapoznać się w repozytorium pre-printów bioRxiv.
Badacze umieścili Cladosporium sphaerospermum na pokładzie ISS na okres 30 dni i przeanalizowali jego zdolność do blokowania promieniowania. Grzyby radiotroficzne zawierają barwnik zwany melaniną, który u ludzi odpowiada z kolor skóry czy oczu, ale grzyby wykorzystują go do pochłaniania promieniowania i przekształcania je w energię.
Tarcza przed promieniowaniem kosmicznym
Naukowcy ustawili na pokładzie ISS szalki Petriego z Cladosporium sphaerospermum. W bezpośredniej bliskości szalek zamontowano detektor promieniowania. Przez 30 dni detektory wykonywały pomiary co 110 sekund. Eksperyment ten wykazał, że grzyby były w stanie przystosować się do mikrograwitacji i rozwijać się dzięki promieniowaniu kosmicznemu. Co więcej, były w stanie zablokować część napływającego promieniowania, zmniejszając jego poziom o prawie dwa proc.
Jedną z głównych zalet tego rozwiązania, jak wskazują autorzy badań, jest możliwość hodowania grzybów i uzupełniania braków w osłonie nawet z mikroskopijnych ilości grzybów. Wystarczy wysłać niewielką ich ilość na orbitę i pozwolić im się rozmnażać, tworząc biologiczną osłonę przed promieniowaniem.
Grzyby te mogłyby zostać użyte do ochrony statków kosmicznych odbywających dalekie podróże. Można z nich wytworzyć także osłony dla przyszłych orbitujących laboratoriów, stacji kosmicznych czy baz na Księżycu lub Marsie.
Odkrycia w Czarnobylu
W 1991 roku w ekstremalnie napromieniowanym środowisku opuszczonej elektrowni jądrowej w Czarnobylu naukowcy pilotując zdalnie sterowanego robota zauważyli czarne jak smoła grzyby rosnące na ścianach reaktora nr 4. Grzyby te wydawały się rozkładać radioaktywny grafit z samego rdzenia. Co więcej, wydawały się rosnąć w kierunku źródeł promieniowania, jakby były przez nie przyciągane.
Naukowcy badając grzyby stwierdzili, że rosną one szybciej w obecności promieniowania. Trzy badane gatunki, Cladosporium sphaerospermum, Cryptococcus neoformans i Wangiella dermatitidis, miały duże ilości barwnika melaniny, którą można znaleźć – między innymi – w skórze człowieka. Osoby o ciemniejszym odcieniu skóry mają go znacznie więcej. Wiadomo, że melanina pochłania światło, ale okazało się, że u grzybów pochłania ona również promieniowanie i przekształca je w energię chemiczną potrzebną do wzrostu, być może w podobny sposób, jak rośliny wykorzystują zielony pigment chlorofil do uzyskania energii z fotosyntezy .
Grzyby te bada się również pod kątem znalezienia związku, który można by zaadaptować do leków dla astronautów w celu ochrony przed promieniowaniem podczas długoterminowych misji. Są również pomysły badań nad wykorzystaniem ich jako źródła pożywienia w dalekich misjach kosmicznych.
Źródło: New Scientist, fot. NASA
