Bolets de Txernòbil: vida anòmala sota radiació

2024 Autora: Seth Attwood | [email protected]. Última modificació: 2023-12-16 16:00

La vida és capaç de domar fins i tot la radiació mortal i utilitzar la seva energia en benefici de noves criatures.

Contràriament a moltes expectatives, el desastre de Txernòbil no va convertir els boscos circumdants en un desert nuclear mort. Cada núvol té un revestiment de plata i, després de l'establiment de la zona d'exclusió, la pressió antropogènica sobre la naturalesa local va disminuir bruscament. Fins i tot a les zones més danyades, la vegetació es va recuperar ràpidament, els senglars, els óssos i els llops van tornar a la vall de Pripyat. La natura cobra vida com un fabulós Fènix, però la subjecció invisible de la radiació es fa sentir a tot arreu.

"Estàvem caminant pel bosc, el cel estava pintat amb una posta de sol magnífica", diu el microbiòleg nord-americà Christopher Robinson, que va treballar aquí el 2018. - En un ampli clar, ens vam trobar amb cavalls, una quarantena. I tots tenien uns ulls grocs que amb prou feines podien distingir entre nosaltres que passàvem". De fet, els animals pateixen cataractes en massa: la visió és especialment sensible a la radiació, i la ceguesa és un resultat habitual d'una llarga vida a la zona d'exclusió. Els trastorns del desenvolupament són freqüents en els animals locals i sovint es produeix càncer. I encara més desastrós estar a prop de l'antic epicentre de l'accident.

El quart bloc, que va explotar l'any 1986, va ser cobert per un sarcòfag protector uns mesos després, on es van recollir altres restes radioactives del lloc. Però ja l'any 1991, quan la microbiòloga Nelly Zhdanova i els seus col·legues van examinar aquestes restes mitjançant manipuladors controlats a distància, la vida també va aparèixer aquí. Es va trobar que les runes mortals estaven habitades per pròsperes comunitats de bolets negres.

Durant els anys següents, es van identificar representants d'un centenar de gèneres entre ells. Alguns d'ells no només suporten el nivell mortal de radiació, sinó que fins i tot ells mateixos se senten atrets, com les plantes a la llum.

Supervivència

La radiació d'alta energia és perillosa per a tots els éssers vius. Danya fàcilment l'ADN, provocant mutacions i errors en el codi. Les partícules pesades són capaces de trencar compostos químics com les bales de canó, donant lloc a l'aparició de radicals actius, que interactuen immediatament amb el primer veí que troben. Un bombardeig prou intens pot provocar la radiòlisi de les molècules d'aigua i tota una pluja de reaccions aleatòries que maten la cèl·lula. Malgrat això, algunes criatures mostren una resistència sorprenent a aquestes influències.

Els organismes unicel·lulars tenen una estructura relativament senzilla i no és tan fàcil interrompre el seu metabolisme mitjançant radicals lliures, i les potents eines de reparació de proteïnes reparen ràpidament l'ADN danyat. Com a resultat, els bolets són capaços d'absorbir fins a 17.000 grisos d'energia de radiació, molts ordres de magnitud més que la quantitat segura per als humans. A més, alguns d'ells gaudeixen literalment d'aquesta "pluja" radioactiva.

El famós Canó de l'Evolució prop del Mont Carmel a Israel està orientat amb un vessant cap a Europa i l'altre cap a Àfrica. La diferència entre la seva il·luminació arriba al 800%, i el vessant "africà" irradiat pel sol està habitat per bolets que creixen millor en presència de radiació. Com els que es troben a Txernòbil, semblen negres a causa de les grans quantitats de melanina. Aquest pigment és capaç d'interceptar partícules d'alta energia i dissipar la seva energia, evitant que les cèl·lules no es facin danys.

En dissoldre aquesta cèl·lula fúngica, sota un microscopi, es pot veure el seu "fantasma": una silueta negra de melanina, que s'acumula en capes concèntriques a la paret cel·lular. Els bolets del vessant "africà" del canó en contenen tres vegades més que els habitants del vessant "europeu". També són rics en molts microbis que viuen a les terres altes, que en condicions naturals reben fins a 500-1000 Gray per any. Però fins i tot una quantitat tan decent de radiació absorbida per als bolets no és res. És poc probable que tota aquesta melanina es produeixi només per protegir-se.

Prosperitat

Fins i tot Nelly Zhdanova el 1991 va demostrar que els bolets recollits prop de la central nuclear de Txernòbil arriben a la font de radiació i creixen millor en la seva presència. L'any 2007, aquests resultats van ser desenvolupats pels biòlegs Arturo Casadevala i Ekaterina Dadachova que treballaven als Estats Units. Els científics han demostrat que sota la influència de la radiació centenars de vegades superior al fons natural, els fongs melanitzats negres (Cladosporium sphaerospermum, Wangiella dermatitidis i Cryptococcus neoformans) assimilen el carboni del medi nutritiu tres vegades més intensament. Al mateix temps, els fongs albins mutants, incapaços de produir melanina, van tolerar la radiació amb facilitat, però van créixer al ritme habitual.

Val la pena dir que la melanina pot estar present a les cèl·lules en configuracions químiques lleugerament diferents. La seva forma principal en humans és l'eumelanina, protegeix la pell de la radiació ultraviolada i li dóna un color marró-negre. El color vermell dels llavis i mugrons ve determinat per la presència de feomelanina. I és la feomelanina la que produeixen les cèl·lules dels fongs sota la influència de la radiació, encara que en aquestes quantitats ja sembla completament negra.

La transició de l'eu- a la feomelanina va acompanyada d'un augment de la transferència d'electrons del NADP al ferricianur: aquest és un dels primers passos en la biosíntesi de la glucosa. No és estrany que, segons algunes suposicions, aquests fongs siguin capaços de dur a terme reaccions semblants a la fotosíntesi, però en comptes de la llum utilitzen l'energia de la radiació radioactiva. Aquesta habilitat els permet sobreviure i prosperar allà on moren organismes més complexos i exigents.

Un gran nombre d'espores de fongs molt melanitzades es troben als dipòsits del període Cretaci inicial. En aquella època, molts animals i plantes es van extingir: "Aquest període coincideix amb la transició pel" zero magnètic "i la pèrdua temporal de l'"escut geomagnètic" que protegeix la Terra de la radiació", escriu Ekaterina Dadachova. Els bolets radiotròfics no van poder evitar aprofitar aquesta situació. Tard o d'hora, també farem servir això.

Apèndix

L'ús de la melanina per utilitzar l'energia de la radiació encara és només una hipòtesi. Tanmateix, la investigació continua, ja que el radiòtrof no és quelcom exòtic. En condicions de manca de recursos i radiació suficient, alguns fongs comuns poden millorar la síntesi de melanina i mostrar la capacitat d'"alimentar-se de radiació". Per exemple, els esmentats C. sphaerospermum i W. dermatitidis són organismes del sòl molt estesos, i C. neoformans de vegades infecta els humans, provocant una criptococcosi infecciosa.

Aquests bolets creixen amb força facilitat en condicions de laboratori, són fàcils de manipular. I a causa de la seva capacitat per poblar zones amb alta contaminació, poden esdevenir una eina convenient per a l'eliminació de residus radioactius. Avui dia, aquestes escombraries, per exemple, els monos vells, solen ser premsades i enrotllades per a l'emmagatzematge fins que els nuclids inestables s'esgoten de manera natural. És possible que els bolets que poden sobreviure a la radiació d'alta energia acceleren aquest procés de vegades.

El 2016, els bolets melanitzats recollits prop de la central nuclear de Txernòbil van ser enviats a l'espai. Fins i tot tenint en compte tot el blindatge, els nivells de radiació habituals a l'ISS són de 50 a 80 vegades més alts que la radiació de fons prop de la superfície de la Terra, proporcionant condicions per al creixement d'aquestes cèl·lules. Les mostres van passar unes dues setmanes en òrbita abans de ser retornades per permetre als científics investigar com les va afectar la microgravetat. Potser algun dia els bolets hauran de viure així de generació en generació.

L'energia de radiació d'una estrella es debilita ràpidament a mesura que es mou cap a la perifèria del sistema solar, però la radiació còsmica és present als afores més llunyans. En teoria, la melanina de les cèl·lules fúngiques es podria utilitzar per produir biomassa o sintetitzar molècules complexes que es requeririen durant les missions tripulades de llarga distància. És probable que, a més dels hivernacles verds i exuberants de la nau espacial del futur, n'hi hagi d'organitzar un altre, el més llunyà, que estarà cobert de floridura negre útil que pot absorbir l'energia de la radiació.