قارچ سیاه چرنوبیل تابش هستهای را به انرژی تبدیل میکند؛ میتواند به سفرهای فضایی کمک کند
تحقیقات نشان دادند که این قارچها بهطور خاص به تابش یونیزان جذب میشدند.
حیات به شیوهای عجیبی در شدیدترین مکانها رشد میکند. یک قارچ تاریک-سیاه خاص در محل فاجعه چرنوبیل بهوسیله تغذیه از تابشهای کشنده زنده میماند.
فاجعه در ۲۶ آوریل ۱۹۸۶ رخ داد، هنگامی که یک آزمایش ایمنی روتین در راکتور چهار چرنوبیل به بدترین حادثه هستهای جهان تبدیل شد؛ این واقعه بهدلیل خطاهای طراحی و عملیاتی به وجود آمد.
برای کاهش سمیت تابش، یک “منطقه انحصاری” بهطول ۳۰ کیلومتر (۱۹ مایل) ایجاد شد که دسترسی انسانها را ممنوع میکرد. علیرغم خطر، برخی پژوهشگران مطالعاتی درباره تأثیر تابش بر محیط اطراف انجام دادهاند.
بهعنوان مثال، در سال ۱۹۹۷، نلی ژدناوا، میکولوژیست اوکراینی، متوجه شد که کپک سیاه در بقایای بسیار پرتوشن نیروگاه هستهای چرنوبیل مستقر شده و بر روی دیوارها، سقفها و حتی داخل ساختمان راکتور رشد میکند.
برخلاف انتظار که از محیط سمی دوری کنند، تحقیق نشان داد که این قارچها بهطور ویژهای به تابش یونیزان جذب میشوند.
این کشف شگفتانگیز — که زندگی میتواند در حضور تابش رونق یابد و رشد کند — باورهای سنتی دربارهٔ استقامت حیات را به چالش کشید. همچنین پتانسیل استفاده از این کپک در کاربردهایی همچون پاکسازی سایتهای پرتوشن و محافظت از فضانوردان در برابر تابش کیهانی در فضا را نشان داد.
نقش ملانین
تابش یونیزان که معمولاً DNA و سلولها را تخریب میکند، بهنظر میرسید که برای این قارچهای مقاوم منبع غذایی باشد.
بهنظر میرسید ملانین راز این موضوع است. همان رنگدانهای که تنهای مختلف پوست ما را میسازد و ما را در برابر اشعهٔ فرابنفش محافظت میکند، در دیوارهٔ سلولی این قارچهای چرنوبیل جای گرفته است.
نظریههای اولیه گمان میکردند ملانین از کپک سیاه محافظت میکند.
با این حال، مطالعهای در سال ۲۰۰۷ توسط یک دانشمند هستهای نتایج مهمی را آشکار کرد: قارچهای ملانیندار در معرض سزیم رادیواکتیو، ۱۰ درصد سریعتر رشد کردند، که نشان میدهد آنها بهطور فعال از تابش برای بهدست آوردن انرژی متابولیک استفاده میکردند. این فرآیند «رادیوسنتز» نامیده شد.
“انرژی تابش یونیزان تقریباً یکمیلیونبار بیشتر از انرژی نور سفید است که در فتوسنتز به کار میرود،” اکاترینا داداچوا، دانشمند هستهای، به بیبیسی گفت.
“بنابراین شما به یک تبدیلکنندهی انرژی بسیار قدرتمند نیاز دارید و این همان چیزی است که فکر میکنیم ملانین قادر به انجام آن است — تبدیل [تابش یونیزان] به سطوح انرژی قابل استفاده.”
مطالعات بیشتری نشان دادند که همهی قارچهای ملانیندار این رفتار را نشان نمیدهند، و حتی یک مطالعه دریافت که هیچ تفاوتی در رشد قارچهای آزمایششده هنگام مواجهه با تابش مشاهده نشده است.
کنجکاوی جامعه علمی بینالمللی باعث شد نمونههای Cladosporium sphaerospermum — همان سویهای که در چرنوبیل یافت شد — به ایستگاه فضایی بینالمللی (ISS) ارسال شوند.
حفاظت از فضانوردان و زیستگاهها
آنچه پس از آن رخ داد، پتانسیل کیهانی این کپک را ثابت کرد. در مواجهه با تابش کیهانی شدید، این قارچها بهسرعت رشد کردند و نرخ رشد ۱٫۲۱ برابر نمونههای کنترل روی زمین را نشان دادند.
جالب است که آزمایش ایستگاه فضایی بینالمللی نیز پتانسیل این کپک را بهعنوان یک سد حفاظتی نشان داد. با رشد این قارچها، مقدار قابلتوجهی از تابش در مقایسه با نواحی کنترل محافظت شد.
از این آزمایشها، متخصصان بر این باورند که مزایای رادیوپروتکتیو این کپک شاید صرفاً بهدلیل ملانین نباشد، بلکه ممکن است عوامل زیستی دیگری همچون آب نیز در آن دخیل باشند.
تابش کیهانی کهکشانی، طوفانی از پروتونهای باردار پرسرعت که از انفجار ستارگان به وجود میآید، “بزرگترین خطر” برای فضانوردانی است که از جو محافظ زمین عبور میکنند.
راهحلهای معمول برای حفاظت، مانند فلزات سنگین، هزینهبر و وزندار برای پرتاب به فضا هستند. این کپک چرنوبیل یک گزینه ساده و زیستی را ارائه میدهد.
ستارهشناس فضایی ناسا، لین جی روتشتاین، “میکو‑معماری”— زیستگاههایی که از قارچها بر روی ماه یا مریخ رشد میکنند، را تصور میکند. این دیوارهای زنده تنها ساختاری نخواهند بود؛ بلکه بهعنوان سپرهای رادیاسیونی خود‑تجدیدپذیر در همان محل رشد میکنند و هزینههای پرتاب را بهطرز چشمگیری کاهش میدهند.
بعد از اینکه این قارچها موفق به استعمار یک سایت سمی مانند چرنوبیل شدند، ممکن است در آینده نزدیک از فضانوردان محافظت کنند.