Ο Cladosporium sphaerospermum όχι μόνο μπορεί να επιβιώνει σε περιβάλλοντα με υψηλή ακτινοβολία, αλλά σε ορισμένα πειράματα έχει παρουσιάσει ακόμη και ταχύτερη ανάπτυξη όταν εκτίθεται σε αυτήν
Ένας μαύρος μύκητας που εντοπίστηκε στο Τσερνόμπιλ φαίνεται να έχει μια εντυπωσιακή σχέση με κάτι εξαιρετικά επικίνδυνο για τον άνθρωπο: την ιονίζουσα ακτινοβολία.
Ο Cladosporium sphaerospermum όχι μόνο μπορεί να επιβιώνει σε περιβάλλοντα με υψηλή ακτινοβολία, αλλά σε ορισμένα πειράματα έχει παρουσιάσει ακόμη και ταχύτερη ανάπτυξη όταν εκτίθεται σε αυτήν. Αυτό οδήγησε τους επιστήμονες σε μια συναρπαστική υπόθεση: μήπως ο συγκεκριμένος μύκητας μπορεί, με κάποιον τρόπο, να αξιοποιεί την ακτινοβολία;
Η απάντηση, μέχρι σήμερα, δεν είναι ξεκάθαρη.
Η ιστορία ξεκίνησε στα τέλη της δεκαετίας του 1990, όταν ερευνητές άρχισαν να εξετάζουν τους μικροοργανισμούς που είχαν καταφέρει να εγκατασταθούν κοντά στον κατεστραμμένο αντιδραστήρα Νο 4 του Τσερνόμπιλ. Δεκαετίες μετά την πυρηνική καταστροφή του 1986, η περιοχή εξακολουθεί να αποτελεί ένα μοναδικό φυσικό εργαστήριο για τη μελέτη της ζωής σε συνθήκες ακραίας ακτινοβολίας.
Μία από τις πιο ενδιαφέρουσες ανακαλύψεις αφορούσε τους μύκητες.
Η μικροβιολόγος Νέλι Ζντάνοβα και η ομάδα της, από την Εθνική Ακαδημία Επιστημών της Ουκρανίας, εντόπισαν 37 διαφορετικά είδη μυκήτων γύρω από το καταφύγιο του αντιδραστήρα.
Πολλά από αυτά είχαν σκούρο ή σχεδόν μαύρο χρώμα και περιείχαν μεγάλες ποσότητες μελανίνης, της ίδιας κατηγορίας χρωστικών που συναντάται και στο ανθρώπινο δέρμα.
Ανάμεσά τους ξεχώριζε ο Cladosporium sphaerospermum, ο οποίος κυριαρχούσε σε αρκετά από τα δείγματα και παρουσίαζε ιδιαίτερα υψηλά επίπεδα ραδιενεργού μόλυνσης.
Όταν η ακτινοβολία φαίνεται να βοηθά έναν οργανισμό να αναπτυχθεί
Η ιονίζουσα ακτινοβολία διαθέτει αρκετή ενέργεια ώστε να απομακρύνει ηλεκτρόνια από άτομα και μόρια. Στους ζωντανούς οργανισμούς μπορεί να προκαλέσει σοβαρές κυτταρικές βλάβες, να διαταράξει χημικές αντιδράσεις και να προκαλέσει μεταλλάξεις ή καταστροφή του DNA.
Γι’ αυτό τα αποτελέσματα ορισμένων πειραμάτων με τον C. sphaerospermum προκάλεσαν ιδιαίτερο ενδιαφέρον.
Σε εργαστηριακές μελέτες υπό την καθοδήγηση της Εκατερίνα Νταντατσόβα και του Αρτούρο Κασαντέβαλ, ερευνητές διαπίστωσαν ότι ο μύκητας δεν περιοριζόταν στο να αντέχει την ιονίζουσα ακτινοβολία. Σε συγκεκριμένες συνθήκες, η ανάπτυξή του φαινόταν να ενισχύεται μετά την έκθεση σε αυτήν.
Παράλληλα, παρατηρήθηκε ότι η ακτινοβολία μπορούσε να μεταβάλει ορισμένες ιδιότητες της μελανίνης που περιέχει ο μύκητας.
Αυτό δημιούργησε μια τολμηρή επιστημονική υπόθεση: ίσως η μελανίνη να κάνει κάτι περισσότερο από το να προστατεύει τα κύτταρα από την ακτινοβολία.
Ίσως να βοηθά τον οργανισμό να την αξιοποιεί.
Η υπόθεση της «ραδιοσύνθεσης»
Το 2008, ερευνητές πρότειναν ότι στους μελανοποιημένους μύκητες θα μπορούσε να συμβαίνει μια διαδικασία που, σε πολύ γενικές γραμμές, θυμίζει τη φωτοσύνθεση.
Στα φυτά, η χλωροφύλλη απορροφά την ενέργεια του φωτός και συμμετέχει στη μετατροπή της σε χημική ενέργεια.
Στους συγκεκριμένους μύκητες, οι επιστήμονες αναρωτήθηκαν αν η μελανίνη θα μπορούσε να παίζει έναν αντίστοιχο ρόλο απέναντι στην ιονίζουσα ακτινοβολία.
Η υποθετική αυτή διαδικασία έγινε γνωστή ως ραδιοσύνθεση (radiosynthesis).
Η ιδέα είναι εντυπωσιακή: ένας οργανισμός που δεν περιορίζεται στο να προστατεύεται από την ακτινοβολία, αλλά ενδεχομένως την εκμεταλλεύεται προς όφελός του.
Ωστόσο, υπάρχει μια σημαντική διαφορά ανάμεσα σε μια ενδιαφέρουσα υπόθεση και σε έναν αποδεδειγμένο βιολογικό μηχανισμό.
Και στην περίπτωση της ραδιοσύνθεσης, η απόδειξη εξακολουθεί να λείπει.
«Τρέφεται» λοιπόν ο μύκητας από την ακτινοβολία;
Η φράση «μύκητας που τρέφεται από την ακτινοβολία» είναι εντυπωσιακή, αλλά επιστημονικά απλοποιεί υπερβολικά αυτό που γνωρίζουμε.
Μέχρι στιγμής, οι ερευνητές δεν έχουν αποδείξει ότι ο C. sphaerospermum χρησιμοποιεί την ενέργεια της ιονίζουσας ακτινοβολίας για να δεσμεύσει άνθρακα ή να παράγει αξιοποιήσιμη χημική ενέργεια.
Δεν έχει επίσης περιγραφεί μια πλήρης μεταβολική οδός που να δείχνει πώς η ενέργεια της ακτινοβολίας θα μπορούσε να μετατρέπεται σε ενέργεια διαθέσιμη για τον οργανισμό.
Σε επιστημονική εργασία του 2022, ο Nils Averesch από το Stanford University και οι συνεργάτες του σημείωσαν ότι η πραγματική ύπαρξη της ραδιοσύνθεσης παραμένει προς απόδειξη.
Ένα από τα βασικά ερωτήματα είναι αν η ιονίζουσα ακτινοβολία μπορεί πράγματι να οδηγήσει σε χημικές αντιδράσεις που αυξάνουν το ενεργειακό περιεχόμενο ενώσεων άνθρακα ή επιτρέπουν τη δέσμευση ανόργανου άνθρακα.
Μέχρι σήμερα, δεν υπάρχει οριστική απάντηση.
Δεν αντιδρούν όλοι οι μαύροι μύκητες με τον ίδιο τρόπο
Η εικόνα γίνεται ακόμη πιο περίπλοκη επειδή διαφορετικά είδη μελανοποιημένων μυκήτων φαίνεται να αντιδρούν διαφορετικά στην ακτινοβολία.
Ο μαύρος ζυμομύκητας Wangiella dermatitidis, για παράδειγμα, έχει επίσης παρουσιάσει ενισχυμένη ανάπτυξη υπό την επίδραση ιονίζουσας ακτινοβολίας.
Αντίθετα, ο Cladosporium cladosporioides παρουσίασε διαφορετική συμπεριφορά. Η έκθεση σε ακτινοβολία γάμμα ή υπεριώδη ακτινοβολία αύξησε την παραγωγή μελανίνης, χωρίς όμως να προκαλέσει αντίστοιχη αύξηση της ανάπτυξής του.
Αυτό δείχνει ότι η παρουσία μελανίνης από μόνη της δεν αρκεί για να εξηγήσει το φαινόμενο.
Το βασικό ερώτημα επομένως παραμένει:
Ο C. sphaerospermum αντλεί πραγματικά κάποιο ενεργειακό όφελος από την ακτινοβολία ή απλώς διαθέτει έναν εξαιρετικά αποτελεσματικό μηχανισμό προσαρμογής σε ένα ακραίο περιβάλλον;
Προς το παρόν, τα διαθέσιμα στοιχεία δεν επιτρέπουν μια οριστική απάντηση.
Από το Τσερνόμπιλ στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό
Το ενδιαφέρον για τον συγκεκριμένο μύκητα δεν περιορίστηκε στο Τσερνόμπιλ.
Ο C. sphaerospermum ταξίδεψε ακόμη και στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ISS), όπου επιστήμονες θέλησαν να εξετάσουν μια διαφορετική πιθανή εφαρμογή του: τη χρήση του ως βιολογικού υλικού ακτινοπροστασίας.
Σε σχετικό πείραμα, αισθητήρες τοποθετήθηκαν κάτω από ένα τρυβλίο Petri στο οποίο αναπτυσσόταν ο μύκητας. Οι μετρήσεις συγκρίθηκαν με εκείνες από αισθητήρες κάτω από ένα αντίστοιχο δείγμα που περιείχε μόνο άγαρ.
Οι αισθητήρες κάτω από τον μύκητα κατέγραψαν ελαφρώς χαμηλότερα επίπεδα ακτινοβολίας.
Το αποτέλεσμα δεν σημαίνει ότι ένα λεπτό στρώμα μύκητα μπορεί να αποτελέσει από μόνο του αποτελεσματική ασπίδα για τους αστροναύτες. Δείχνει όμως ότι μελανοποιημένοι μύκητες ή υλικά που βασίζονται στη μελανίνη ίσως αξίζει να μελετηθούν ως μέρος μελλοντικών συστημάτων ακτινοπροστασίας για μακρινές διαστημικές αποστολές.
Ένα επιστημονικό μυστήριο που παραμένει ανοιχτό
Ο Cladosporium sphaerospermum βρίσκεται σήμερα σε μια συναρπαστική επιστημονική γκρίζα ζώνη.
Γνωρίζουμε ότι μπορεί να επιβιώνει σε περιβάλλοντα έντονης ακτινοβολίας. Γνωρίζουμε ότι σε ορισμένες συνθήκες η ανάπτυξή του ενισχύεται όταν ακτινοβολείται. Γνωρίζουμε επίσης ότι η ακτινοβολία επηρεάζει τη μελανίνη του και ότι η μυκητιακή βιομάζα μπορεί να απορροφήσει ή να εξασθενήσει ένα μέρος της ακτινοβολίας που τη διαπερνά.
Αυτό που δεν γνωρίζουμε ακόμη είναι το πιο εντυπωσιακό κομμάτι της ιστορίας:
αν ο συγκεκριμένος μύκητας χρησιμοποιεί πραγματικά την ιονίζουσα ακτινοβολία ως πηγή ενέργειας ή αν απλώς έχει εξελιχθεί ώστε να επιβιώνει εξαιρετικά αποτελεσματικά σε ένα περιβάλλον που για τους περισσότερους οργανισμούς είναι εχθρικό.
Μέχρι να αποδειχθεί ο ακριβής μηχανισμός, ο χαρακτηρισμός «μύκητας που τρέφεται με ακτινοβολία» παραμένει περισσότερο μια εντυπωσιακή περιγραφή παρά ένα επιβεβαιωμένο επιστημονικό γεγονός.
Πηγή: www.bankingnews.gr
Ελληνικά 