Tajemná černá houba z Černobylu: Poradí si s radiací. Pomůže s dobýváním vesmíru, věří experti
Než začnete číst Co byste měli vědět, než začnete číst
V Černobylu objevili houbu, která využívá radiaci.
Vědci zjistili, že houba roste v záření rychleji.
Může melanin chránit astronauty ve vesmíru?
Houby by mohly být klíčem k budoucím základnám.
Vědci v Černobylu na přelomu století nalezli záhadnou černou houbu. Následný výzkum ukázal, že je schopna radiaci nejen odolat, ale dokonce ji umí i využívat jako zdroj energie. Objev by mohl být klíčem k ochraně astronautů při cestách do hlubokého vesmíru, píše BBC.
V květnu 1997 vstoupila Nelli Zhdanová v rámci výzkumu na jedno z nejradioaktivnějších míst na Zemi do opuštěné ruiny po výbuchu jaderné elektrárny v Černobylu. Zjistila, že na stropě, stěnách a uvnitř potrubí se usadila černá plíseň, která se dostala až k původnímu zdroji radiace – uvnitř reaktoru. Její objev by mohl pomoci při čištění radioaktivních lokalit a dokonce chránit astronauty před škodlivým zářením při jejich cestách do vesmíru, píše BBC.
MOHLO BY VÁS ZAJÍMAT: NASA má odvážný plán vrátit astronauty na Měsíc. Proč se odborníci začínají obávat?
Zhdanovová ve svém výzkumu zjistila, že černou plíseň přitahuje ionizující záření, podobně jako rostliny, které vyhledávají sluneční světlo. Ale „radiotropismus“, jak jej Zhdanovová nazvala, vykazoval paradox. Ionizující záření je totiž obecně mnohem silnější než sluneční světlo. Jde o příval radioaktivních částic, které rozkládají DNA a bílkoviny, vyvolávají mutace, ničí buňky a zabíjejí organismy.
Spolu s houbami, které se zdály být „radiotropní“, Zhdanová objevila dalších 36 druhů běžných, vzdáleně příbuzných hub rostoucích v okolí Černobylu. Během následujících dvou desetiletí se její průkopnická práce dostala daleko za hranice Ukrajiny a přispěla k poznání potenciálně nového základu života na Zemi.
Zázračný melanin?
Vše se točí kolem pigmentu melaninu. Molekula, jejíž barva se může pohybovat od černé po červenohnědou, je příčinou různého zbarvení kůže a vlasů u lidí. Vyskytovala se ale i v buněčných stěnách plísní v Černobylu, které dodala černé zbarvení. Vědkyně předpokládá, že stejně jako tmavší kůže chrání lidské buňky před ultrafialovým (UV) zářením, mohl by melanin u těchto hub fungovat jako štít proti ionizujícímu záření. Ochranné vlastnosti melaninu navíc nevyužívaly pouze houby. V rybnících kolem Černobylu byly objeveny žáby s vyšší koncentrací melaninu v buňkách, a tedy tmavší barvou, které byly schopny lépe přežít a rozmnožovat se. Melanin však nefunguje jako štít a záření tedy přímo neodráží. Záření – ať už UV, nebo radioaktivní částice – je pohlceno jeho neuspořádanou strukturou a energie ze záření se rozptýlí, místo aby byla odražena.
Jaderná vědkyně Ekaterina Dadachová v roce 2007 na výzkum navázala a zjistila, že růst hub nebyl pouze směrový (radiotropní), ale v přítomnosti záření se dokonce zrychlil. Melanizované houby, stejně jako ty uvnitř černobylského reaktoru, rostly v přítomnosti radioaktivního cesia o 10 procent rychleji než stejné houby pěstované bez radiace. Dadachová také zjistila, že ozářené melanizované houby zřejmě využívaly energii k podpoře svého metabolismu – jinými slovy k růstu.
Čtěte také
Ukázalo se, že houby nerostly směrem k záření kvůli teplu nebo neznámé reakci mezi zářením a jeho okolím, ale že se aktivně živily energií záření. Tento proces Dadachová nazvala „radiosyntézou“. A melanin byl pro tuto teorii klíčový. „Energie ionizujícího záření je asi milionkrát vyšší než energie bílého světla, které se používá při fotosyntéze,“ říká Dadachová. „Potřebujete tedy velmi výkonný převodník energie a myslíme si, že melanin je schopen převádět ionizující záření na využitelné úrovně energie,“ dodala.
Radiosyntéza je však stále jen teorií, protože ji lze dokázat pouze tehdy, pokud bude objeven přesný mechanismus mezi melaninem a metabolismem. Vědci by museli najít přesný receptor – nebo konkrétní místo ve složitém uspořádání melaninu –, který se podílí na přeměně záření na energii pro růst. Ne všechny melanizované houby navíc vykazují tendenci k radiotropismu a pozitivnímu růstu v přítomnosti záření. Studie Zhdanové a jejích kolegů z roku 2006 například zjistila, že pouze devět ze 47 druhů melanizovaných hub, které nasbírali v Černobylu, rostlo směrem ke zdroji radioaktivního cesia (cesia-137).
Ochrana pro astronauty
Tendence k růstu hub při vystavení záření byla zjištěna i v roce 2022 ve vesmíru. Na rozdíl od radioaktivního rozpadu zjištěného v Černobylu je takzvané galaktické kosmické záření neviditelnou bouří nabitých protonů, z nichž každý se pohybuje vesmírem rychlostí blízkou rychlosti světla. Pochází z explodujících hvězd mimo naši sluneční soustavu a bez větších potíží prochází dokonce i olovem. Na Zemi nás před ním do značné míry chrání atmosféra, ale pro astronauty cestující do hlubokého vesmíru je považováno za „největší nebezpečí“ pro jejich zdraví.
Pro vzorky Cladosporium sphaerospermum, stejného kmene, který Zhdanová našla v Černobylu, však galaktické kosmické záření nebylo problémem a dokonce pro ně bylo přínosné. „Ukázali jsme, že ve vesmíru roste lépe,“ říká Nils Averesch, biochemik pracující na Floridské univerzitě a spoluautor studie. Ve srovnání s kontrolními vzorky na Zemi vědci zjistili, že houby, které byly 26 dní vystaveny galaktickému kosmickému záření, rostly v průměru 1,21krát rychleji.
Averesch však není přesvědčen, že je to způsobeno tím, že C. sphaerospermum využívalo záření ve vesmíru. Zvýšená úroveň růstu mohla být totiž také výsledkem nulové gravitace, což je faktor, který houby na Zemi nezažívají. Averesch nyní provádí experimenty s použitím zařízení pro náhodné polohování, které simuluje nulovou gravitaci zde na Zemi, aby tyto dvě možnosti porovnal.
Čtěte také
Jeho tým ale testoval také ochranný potenciál melaninu v C. sphaerospermum tím, že umístil senzor pod vzorek hub na palubě Mezinárodní vesmírné stanice. Ve srovnání se vzorky bez hub se množství blokovaného záření zvyšovalo s růstem hub a dokonce i nátěr plísně v Petriho misce se zdál být účinným štítem. „Vzhledem k relativně tenké vrstvě biomasy to může naznačovat hlubokou schopnost C. sphaerospermum absorbovat kosmické záření v měřeném spektru,“ uvedli vědci.
Houby na Marsu
Objevy otevřely perspektivy pro řešení problému života ve vesmíru. Čína i USA plánují v příštích desetiletích vybudovat základnu na Měsíci, zatímco texaská společnost SpaceX si klade za cíl vyslat do konce roku 2026 svou první misi na Mars a o tři až pět let později tam vysadit lidi. Všichni lidé žijící na těchto základnách budou muset být chráněni před kosmickým zářením. Použití vody nebo polyethylenového plastu jako radiačně ochranného kokonu pro tyto základny by však mohlo být pro start příliš těžké a kov a sklo představují podobný problém.
Lynn J. Rothschildová, astrobioložka z Amesova výzkumného centra NASA, přirovnala přepravu těchto materiálů do vesmíru za účelem výstavby vesmírných základen k želvě, která nosí svůj krunýř všude, kam se hne. „Je to spolehlivý plán, ale s obrovskými energetickými náklady,“ uvedla v tiskové zprávě NASA z roku 2020. Její výzkum vedl k vývoji nábytku a stěn na bázi hub, které by mohly být pěstovány na Měsíci nebo Marsu. Taková „mykoarchitektura“ by nejen snížila náklady na start, ale – pokud se výsledky Dadachové a Averesche ukážou jako správné – mohla by být také použita k vytvoření radiačního štítu, samoregenerační bariéry mezi lidmi cestujícími vesmírem a bouřemi galaktického kosmického záření venku.
MOHLO VÁM UNIKNOUT: Bulharský vědec, který dostal probiotika až do vesmíru. Profesor Nikola Alexandrov mění pohled na zdraví střev i psychiku
vaclav.cerny@iprima.cz
