Kërpudhat e Çernobilit: jetë anormale nën rrezatim

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-16 16:16

Jeta është në gjendje të zbusë edhe rrezatimin vdekjeprurës dhe të përdorë energjinë e tij për të mirën e krijesave të reja.

Ndryshe nga shumë pritje, fatkeqësia e Çernobilit nuk i ktheu pyjet përreth në një shkretëtirë të vdekur bërthamore. Çdo re ka një shtresë argjendi dhe pas vendosjes së zonës së përjashtimit, presioni antropogjen mbi natyrën lokale ra ndjeshëm. Edhe në zonat më të dëmtuara, jeta e bimëve u rikuperua shpejt, derrat e egër, arinjtë dhe ujqërit u kthyen në Luginën e Pripyat. Natyra vjen në jetë si një Phoenix përrallor, por kapja e padukshme mbytëse e rrezatimit ndihet kudo.

“Ne po ecnim nëpër pyll, qielli ishte pikturuar me një muzg të mrekullueshëm,” thotë mikrobiologu amerikan Christopher Robinson, i cili punoi këtu në vitin 2018. - Në një kthinë të gjerë, takuam kuaj, rreth dyzet. Dhe të gjithë kishin sy të verdhë që mezi dallonin mes nesh që kalonim.” Në të vërtetë, kafshët vuajnë nga katarakti në masë: shikimi është veçanërisht i ndjeshëm ndaj rrezatimit dhe verbëria është një rezultat i zakonshëm i një jete të gjatë në zonën e përjashtimit. Çrregullimet e zhvillimit janë të zakonshme tek kafshët lokale dhe shpesh shfaqet kanceri. Dhe akoma më katastrofike të jesh pranë ish-epiqendrës së aksidentit.

Blloku i katërt, i cili shpërtheu në vitin 1986, u mbulua nga një sarkofag mbrojtës disa muaj më vonë, ku u mblodhën mbeturina të tjera radioaktive nga vendi. Por tashmë në vitin 1991, kur mikrobiologia Nelly Zhdanova dhe kolegët e saj ekzaminuan këto mbetje duke përdorur manipulues të telekomanduar, jeta u shfaq edhe këtu. Mbeturinat vdekjeprurëse u gjetën të banuara nga komunitete të lulëzuara të kërpudhave të zeza.

Gjatë viteve në vijim, midis tyre u identifikuan përfaqësues të rreth njëqind gjinive. Disa prej tyre jo vetëm që i rezistojnë nivelit vdekjeprurës të rrezatimit, por edhe vetë tërhiqen prej tij, si bimët nga drita.

Mbijetesa

Rrezatimi me energji të lartë është i rrezikshëm për të gjitha gjallesat. Dëmton lehtësisht ADN-në, duke shkaktuar mutacione dhe gabime në kod. Grimcat e rënda janë të afta të shpërbëjnë komponime kimike si topi, duke çuar në shfaqjen e radikalëve aktivë, të cilët ndërveprojnë menjëherë me fqinjin e parë që gjejnë. Një bombardim mjaft intensiv mund të shkaktojë radiolizë të molekulave të ujit dhe një dush të tërë reaksionesh të rastësishme që vrasin qelizën. Përkundër kësaj, disa krijesa tregojnë rezistencë të mahnitshme ndaj ndikimeve të tilla.

Organizmat njëqelizorë kanë një strukturë relativisht të thjeshtë dhe nuk është aq e lehtë të prishësh metabolizmin e tyre nga radikalet e lira, dhe mjetet e fuqishme të riparimit të proteinave riparojnë shpejt ADN-në e dëmtuar. Si rezultat, kërpudhat janë të afta të thithin deri në 17,000 gri energji rrezatimi - shumë urdhra të madhësisë më shumë se sasia e sigurt për njerëzit. Për më tepër, disa prej tyre fjalë për fjalë shijojnë një "shi" të tillë radioaktiv.

Kanioni i famshëm i Evolucionit pranë malit Karmel në Izrael është i orientuar me një pjerrësi drejt Evropës, tjetrën drejt Afrikës. Dallimi midis ndriçimit të tyre arrin 800%, dhe shpati "afrikan" i rrezatuar nga dielli banohet nga kërpudha që rriten më mirë në prani të rrezatimit. Ashtu si ato që gjenden në Çernobil, ato duken të zeza për shkak të sasive të mëdha të melaninës. Ky pigment është në gjendje të kapë grimcat me energji të lartë dhe të shpërndajë energjinë e tyre, duke i mbajtur qelizat nga dëmtimi.

Duke tretur një qelizë të tillë kërpudhore, nën një mikroskop, mund të shihet "fantazma" e saj - një siluetë e zezë e melaninës, e cila grumbullohet në shtresa koncentrike në murin qelizor. Kërpudhat nga ana "afrikane" e kanionit përmbajnë tre herë më shumë se sa banorët e shpatit "evropian". Janë të pasura edhe me mikrobe të shumta që jetojnë në malësi, të cilët në kushte natyrore marrin deri në 500-1000 Gri në vit. Por edhe një sasi kaq e mirë e rrezatimit të zhytur për kërpudhat nuk është asgjë. Nuk ka gjasa që e gjithë kjo melaninë të prodhohet vetëm për mbrojtje.

prosperitet

Edhe Nelly Zhdanova në vitin 1991 tregoi se kërpudhat e mbledhura pranë termocentralit bërthamor të Çernobilit arrijnë burimin e rrezatimit dhe rriten më mirë në prani të tij. Në vitin 2007, këto rezultate u zhvilluan nga biologët Arturo Casadevala dhe Ekaterina Dadachova që punonin në Shtetet e Bashkuara. Shkencëtarët kanë treguar se nën ndikimin e rrezatimit qindra herë më të lartë se sfondi natyror, kërpudhat e zeza të melanizuara (Cladosporium sphaerospermum, Wangiella dermatitidis dhe Cryptococcus neoformans) asimilojnë karbonin nga mediumi ushqyes tre herë më intensivisht. Në të njëjtën kohë, kërpudhat albino mutante, të paaftë për të prodhuar melaninë, toleruan lehtësisht rrezatimin, por u rritën me shpejtësinë e zakonshme.

Vlen të thuhet se melanina mund të jetë e pranishme në qeliza në konfigurime kimike paksa të ndryshme. Forma kryesore e tij tek njerëzit është eumelanin, mbron lëkurën nga rrezatimi ultravjollcë dhe i jep një ngjyrë kafe-zi. Ngjyra e kuqe e buzëve dhe thithkave përcaktohet nga prania e feomelaninës. Dhe është feomelanina që prodhohet nga qelizat e kërpudhave nën ndikimin e rrezatimit, megjithëse në sasi të tilla tashmë duket plotësisht e zezë.

Kalimi nga eu- në feomelaninë shoqërohet me një rritje të transferimit të elektroneve nga NADP në ferricyanide - ky është një nga hapat e parë në biosintezën e glukozës. Nuk është për t'u habitur që, sipas disa supozimeve, kërpudha të tilla janë të afta të kryejnë reaksione të ngjashme me fotosintezën, por në vend të dritës ata përdorin energjinë e rrezatimit radioaktiv. Kjo aftësi i lejon ata të mbijetojnë dhe të lulëzojnë aty ku vdesin organizmat më kompleksë dhe më të këqij.

Një numër i madh i sporeve mykotike shumë të melanizuara gjenden në depozitat e periudhës së hershme të Kretakut. Në atë epokë, shumë kafshë dhe bimë u zhdukën: "Kjo periudhë përkon me kalimin përmes" zeros magnetike "dhe humbjen e përkohshme të" mburojës gjeomagnetike "që mbron Tokën nga rrezatimi", shkruan Ekaterina Dadachova. Kërpudhat radiotrofike nuk mund të mos përfitonin nga kjo situatë. Herët a vonë, ne gjithashtu do ta përdorim këtë.

Shtojca

Përdorimi i melaninës për përdorimin e energjisë së rrezatimit është ende vetëm një hipotezë. Megjithatë, kërkimet vazhdojnë, pasi radiotrofi nuk është diçka ekzotike. Në kushtet e mungesës së burimeve dhe rrezatimit të mjaftueshëm, disa kërpudha të zakonshme mund të përmirësojnë sintezën e melaninës dhe të shfaqin aftësinë për të "ushqyer me rrezatim". Për shembull, C. sphaerospermum dhe W. dermatitidis i lartpërmendur janë organizma të përhapur të tokës, dhe C. neoformans ndonjëherë infekton njerëzit, duke shkaktuar kriptokokozë infektive.

Kërpudha të tilla rriten mjaft lehtë në kushte laboratorike, ato janë të lehta për t'u manipuluar. Dhe për shkak të aftësisë së tyre për të populluar zona me ndotje të lartë, ato mund të bëhen një mjet i përshtatshëm për asgjësimin e mbetjeve radioaktive. Sot, mbeturina të tilla - për shembull, kominoshe të vjetra - zakonisht shtypen dhe rrotullohen për ruajtje derisa nuklidet e paqëndrueshme të shterohen natyrshëm. Është e mundur që kërpudhat që mund të mbijetojnë nga rrezatimi me energji të lartë do ta përshpejtojnë këtë proces ndonjëherë.

Në vitin 2016, kërpudhat e melanizuara të mbledhura pranë termocentralit bërthamor të Çernobilit u dërguan në hapësirë. Edhe me gjithë mbrojtjen e marrë parasysh, nivelet e zakonshme të rrezatimit në ISS janë 50 deri në 80 herë më të larta se rrezatimi i sfondit pranë sipërfaqes së Tokës, duke siguruar kushte për rritjen e qelizave të tilla. Mostrat kaluan rreth dy javë në orbitë përpara se të ktheheshin për të lejuar shkencëtarët të hetojnë se si mikrograviteti ndikoi në to. Ndoshta një ditë kërpudhat do të duhet të jetojnë kështu nga brezi në brez.

Energjia e rrezatimit të një ylli dobësohet me shpejtësi ndërsa lëviz në periferi të sistemit diellor, por rrezatimi kozmik është i pranishëm në periferi më të largëta. Në teori, melanina e qelizave kërpudhore mund të përdoret për të prodhuar biomasë ose për të sintetizuar molekula komplekse që do të kërkoheshin gjatë misioneve me njerëz në distanca të gjata. Ka të ngjarë që përveç serave të gjelbra dhe të harlisura në anijen kozmike të së ardhmes, do të duhet të organizohet një tjetër - më e largëta, e cila do të jetë e tejmbushur me myk të zi të dobishëm që mund të thithë energjinë e rrezatimit.