Grzyby z Czarnobyla
Ponad dziesięć lat później profesor Uniwersytetu Saskatchewan, Jekaterina Dadachova, i jej koledzy pozyskali nieco tych grzybów na miejscu i po badaniach zauważyli, że rosną one szybciej w obecności promieniowania, w porównaniu z innymi grzybami.
Wszystkie trzy badane gatunki, Cladosporium sphaerospermum, Cryptococcus neoformans (1) i Wangiella dermatitidis, zawierały duże ilości melaniny, barwnika, który znajduje się także w skórze człowieka. Osoby o ciemniejszym odcieniu skóry mają jej znacznie więcej. Melanina znana jest z tego, że pochłania światło i rozprasza promieniowanie ultrafioletowe. Wydaje się, że zawarta w grzybach pochłania również promieniowanie i przekształca je w energię chemiczną potrzebną do wzrostu, być może w podobny sposób, jak rośliny wykorzystują zielony chlorofil do uzyskania energii z fotosyntezy.
Aby dowiedzieć się więcej o czarnobylskich grzybach lubiących promieniowanie, naukowcy z amerykańskiego Laboratorium Napędu Odrzutowego (JPL) wysłali osiem gatunków zebranych z tego obszaru na pokład Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) w 2016 roku, starając się obserwować, jak będą reagować te organizmy na tamtejsze warunki. Środowisko ISS naraża mieszkańców na promieniowanie od 40 do 80 razy większe niż na Ziemi. Badacze mieli nadzieję, że grzyby te tworzą cząsteczki, które potencjalnie mogłyby zostać zaadaptowane do leków, podawanych astronautom w celu ochrony przed promieniowaniem podczas długoterminowych misji. Wyniki eksperymentu nie zostały jeszcze opublikowane. Trwają inne eksperymenty badające możliwość wykorzystania tych grzybów w kosmosie, o których niżej.
Dadachowa zauważyła już w pracy z 2008 roku, że grzyby z Czarnobyla prawie na pewno nie są pierwszymi na Ziemi przykładami tej skłonności wśród organizmów żywych. "Duże ilości mocno zabarwionych zarodników grzybów znaleziono w osadach z okresu kredy, kiedy wymarło wiele gatunków zwierząt i roślin. Okres ten zbiega się w czasie z osiągnięciem przez Ziemię magnetycznego zera, co spowodowało utratę planetarnej tarczy chroniącej przed promieniowaniem kosmicznym", pisała badaczka.
Stwarza to intrygującą możliwość - istnienia w kosmosie miejsc, w których organizmy zawierające melaninę rozwijają się w środowiskach napromieniowanych. A może to my będziemy organizmami, którym promieniolubne grzyby w przestrzeni kosmicznej pomogą?
Zamiast pancerza - hodowla pleśni
Według danych NASA, na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej astronauci są narażeni na promieniowanie o wartości do 160 milisiwertów podczas sześciomiesięcznej misji, czyli na równowartość około tysiąca sześciuset prześwietleń klatki piersiowej i 26 razy więcej niż otrzymuje w podobnym okresie przeciętny Ziemianin. Mars, na którego chcemy się wybrać, jest pod tym względem jeszcze gorszy. Astronauta odbywający 18-miesięczną podróż w obie strony na Czerwoną Planetę byłby narażony na 1000 milisiwertów promieniowania, czyli 10 tys. prześwietleń rentgenowskich klatki piersiowej.
W celu ochrony przed promieniowaniem stosuje się na statkach kosmicznych tarcze antyradiacyjne wykonane z tworzyw sztucznych lub metali takich jak aluminium i stal nierdzewna. Jednak mogą one być ciężkie i podatne na uszkodzenia. W 2018 r. niektórzy uczniowie liceum z Durham County w Karolinie Północnej zaproponowali nietypowe rozwiązanie tego problemu - stworzenie osłony z pleśni. A konkretnie zaproponowali wymieniany już "czarnobylski" gatunek Cladosporium sphaerospermum (2).
Grupa uczniów, na czele z Grahamem Shunkiem, obecnie studentem Szkoły Nauk i Matematyki w Karolinie Północnej, otrzymała próbki gatunku pleśni od firmy w Minnesocie. Z pomocą firmy badawczej Space Tango, wysłano je na ISS w grudniu 2018 roku. Na międzynarodowej stacji kosmicznej astronauci włożyli próbki pleśni do szalek Petriego, wypełniając każdą z nich do połowy. Potem liczniki Geigera mierzyły poziom promieniowania pod naczyniami co 110 sekund przez 30 dni. W miejscach osłoniętych przez pleśń zanotowano spadek średniego poziomu promieniowania o średnio 2,4 procent.
Wstępne wyniki tego eksperymentu zostały opublikowane w serwisie bioRxiv, ale wyniki nie zostały jeszcze zweryfikowane. Sugerują one, że warstwa pleśni może działać jak osłona przed promieniowaniem w przestrzeni kosmicznej. Pochłania bowiem promieniowanie i przekształca je w energię chemiczną w procesie zwanym radiosyntezą. Jest to proces podobny do fotosyntezy, którą większość roślin wykorzystuje do konwersji światła słonecznego na energię.
Shunk i inni badacze sugerują, że gdyby warstwa pleśni miała około 21 centymetrów grubości, mogłaby zapewnić ludziom odpowiednią ochronę przed poziomem promieniowania na Marsie. Ochrona ta byłaby silniejsza, gdyby pleśń całkowicie otaczała obiekt, jak sądzą, zamiast tylko osłaniać jedną stronę, jak to miało miejsce w badaniach.
Taki rodzaj otuliny ochronnej ma dużą przewagę nad innymi rodzajami osłon radiacyjnych, co podkreślają naukowcy, ponieważ może rosnąć w przestrzeni kosmicznej dzięki stałej dostawie promieniowania. Oznacza to, że na pokład można zabierać jedynie minimalną ilość grzyba, a w lotach kosmicznych masa ładunku ma kluczowe znaczenie.
Mirosław Usidus
