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Pilze von Tschernobyl: Anomales Leben unter Strahlung
Pilze von Tschernobyl: Anomales Leben unter Strahlung

Video: Pilze von Tschernobyl: Anomales Leben unter Strahlung

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Video: Mysteriöses Tschernobyl - Von Elefantenfüßen und Pilzen die sich von Strahlung "ernähren" 2024, März
Anonim

Das Leben ist in der Lage, sogar tödliche Strahlung zu zähmen und ihre Energie zum Wohle neuer Kreaturen zu nutzen.

Entgegen vieler Erwartungen hat die Tschernobyl-Katastrophe die umliegenden Wälder nicht in eine tote Atomwüste verwandelt. Jede Wolke hat einen Silberstreif am Horizont, und nach der Einrichtung der Sperrzone ging der anthropogene Druck auf die lokale Natur stark zurück. Selbst in den am stärksten geschädigten Gebieten erholte sich die Pflanzenwelt schnell, Wildschweine, Bären und Wölfe kehrten in das Pripyat-Tal zurück. Die Natur erwacht zum Leben wie ein fabelhafter Phönix, aber der unsichtbare erstickende Griff der Strahlung ist überall zu spüren.

„Wir gingen durch den Wald, der Himmel war mit einem herrlichen Sonnenuntergang bemalt“, sagt der amerikanische Mikrobiologe Christopher Robinson, der 2018 hier arbeitete. - Auf einer weiten Lichtung trafen wir Pferde, ungefähr vierzig. Und sie alle hatten gelbe Augen, die kaum zwischen uns Vorbeigehen unterscheiden konnten. Tatsächlich leiden Tiere massenhaft an Grauem Star: Das Sehvermögen ist besonders strahlungsempfindlich, und Blindheit ist eine häufige Folge eines langen Lebens in der Sperrzone. Entwicklungsstörungen treten bei einheimischen Tieren häufig auf, und Krebs tritt häufig auf. Und noch katastrophaler in der Nähe des ehemaligen Epizentrums des Unfalls.

Tschernobyl
Tschernobyl

Der vierte Block, der 1986 explodierte, wurde einige Monate später von einem schützenden Sarkophag bedeckt, in dem andere radioaktive Trümmer von der Stätte gesammelt wurden. Doch schon 1991, als die Mikrobiologin Nelly Zhdanova und ihre Kollegen diese Überreste mit ferngesteuerten Manipulatoren untersuchten, tauchte auch hier Leben auf. Es wurde festgestellt, dass die tödlichen Trümmer von blühenden Gemeinschaften schwarzer Pilze bewohnt werden.

In den folgenden Jahren wurden unter ihnen Vertreter von etwa hundert Gattungen identifiziert. Einige von ihnen halten nicht nur der tödlichen Strahlung stand, sondern fühlen sich sogar selbst davon angezogen, wie Pflanzen zum Licht.

Überleben

Hochenergetische Strahlung ist für alle Lebewesen gefährlich. Es beschädigt leicht die DNA und verursacht Mutationen und Fehler im Code. Schwere Partikel können chemische Verbindungen wie Kanonenkugeln aufbrechen, wodurch aktive Radikale entstehen, die sofort mit dem ersten Nachbarn, den sie finden, interagieren. Ein ausreichend intensiver Beschuss kann eine Radiolyse von Wassermolekülen und einen ganzen Schauer zufälliger Reaktionen verursachen, die die Zelle töten. Trotzdem zeigen einige Kreaturen eine erstaunliche Widerstandsfähigkeit gegen solche Einflüsse.

Einzellige Organismen haben eine relativ einfache Struktur, und es ist nicht so einfach, ihren Stoffwechsel durch freie Radikale zu stören, und leistungsstarke Proteinreparaturwerkzeuge reparieren schnell beschädigte DNA. Infolgedessen sind Pilze in der Lage, bis zu 17.000 Gray Strahlungsenergie zu absorbieren – viele Größenordnungen mehr als die für den Menschen ungefährliche Menge. Darüber hinaus genießen einige von ihnen buchstäblich einen solchen radioaktiven "Regen".

Tschernobyl
Tschernobyl

Der berühmte Canyon of Evolution in der Nähe des Berges Karmel in Israel ist mit einem Hang nach Europa, mit dem anderen nach Afrika ausgerichtet. Der Unterschied zwischen ihrer Beleuchtung beträgt 800% und der von der Sonne bestrahlte "afrikanische" Hang wird von Pilzen bewohnt, die bei Strahlung besser wachsen. Wie die in Tschernobyl vorkommenden erscheinen sie aufgrund der großen Melaninmengen schwarz. Dieses Pigment ist in der Lage, hochenergetische Partikel abzufangen und ihre Energie abzuleiten, um die Zellen vor Schäden zu bewahren.

Wenn man eine solche Pilzzelle unter einem Mikroskop auflöst, kann man ihren "Geist" sehen - eine schwarze Silhouette von Melanin, die sich in konzentrischen Schichten in der Zellwand ansammelt. Pilze von der "afrikanischen" Seite des Canyons enthalten dreimal mehr davon als die Bewohner des "europäischen" Hangs. Sie sind auch reich an vielen Mikroben, die im Hochland leben, die unter natürlichen Bedingungen bis zu 500-1000 Gray pro Jahr erhalten. Aber selbst eine so anständige Menge absorbierter Strahlung für Pilze ist nichts. Es ist unwahrscheinlich, dass dieses Melanin allein zum Schutz produziert wird.

Wohlstand

Sogar Nelly Zhdanova zeigte 1991, dass Pilze, die in der Nähe des Kernkraftwerks Tschernobyl gesammelt wurden, die Strahlungsquelle erreichen und in ihrer Gegenwart besser wachsen. Diese Ergebnisse wurden 2007 von den in den USA arbeitenden Biologen Arturo Casadevala und Ekaterina Dadachova entwickelt. Wissenschaftler haben gezeigt, dass schwarze melanisierte Pilze (Cladosporium sphaerospermum, Wangiella dermatitidis und Cryptococcus neoformans) unter dem Einfluss einer hundertfach höheren Strahlung als der natürliche Hintergrund dreimal so intensiv Kohlenstoff aus dem Nährmedium aufnehmen. Gleichzeitig tolerierten mutierte Albinopilze, die kein Melanin produzieren konnten, die Strahlung leicht, wuchsen jedoch mit der üblichen Geschwindigkeit.

Pilze
Pilze

Es ist erwähnenswert, dass Melanin in Zellen in leicht unterschiedlichen chemischen Konfigurationen vorhanden sein kann. Seine Hauptform beim Menschen ist Eumelanin, es schützt die Haut vor ultravioletter Strahlung und verleiht ihr eine braun-schwarze Farbe. Die rote Farbe der Lippen und Brustwarzen wird durch das Vorhandensein von Phäomelanin bestimmt. Und es ist Phäomelanin, das von Pilzzellen unter Strahlungseinfluss produziert wird, obwohl es in solchen Mengen bereits komplett schwarz aussieht.

Der Übergang von Eu- zu Phäomelanin wird von einer erhöhten Elektronenübertragung von NADP auf Ferricyanid begleitet – dies ist einer der ersten Schritte der Glucosebiosynthese. Es ist nicht verwunderlich, dass solche Pilze nach einigen Annahmen in der Lage sind, ähnliche Reaktionen wie der Photosynthese durchzuführen, sondern anstelle von Licht die Energie radioaktiver Strahlung nutzen. Diese Fähigkeit ermöglicht es ihnen zu überleben und zu gedeihen, wo komplexere und heikle Organismen sterben.

In den Ablagerungen der frühen Kreidezeit findet man eine große Zahl hochmelanisierter Pilzsporen. In dieser Zeit starben viele Tiere und Pflanzen aus: „Diese Zeit fällt mit dem Übergang durch die „magnetische Null“und dem vorübergehenden Verlust des „geomagnetischen Schildes“zusammen, der die Erde vor Strahlung schützt“, schreibt Ekaterina Dadachova. Radiotrophe Pilze konnten nicht anders, als diese Situation auszunutzen. Früher oder später werden wir das auch nutzen.

Anhang

Die Verwendung von Melanin zur Nutzung von Strahlungsenergie ist noch immer nur eine Hypothese. Die Forschung geht jedoch weiter, da die Radiotrophe nichts Exotisches ist. Bei Ressourcenmangel und ausreichender Strahlung können einige häufig vorkommende Pilze die Melaninsynthese steigern und die Fähigkeit aufweisen, sich von Strahlung zu ernähren. Zum Beispiel sind die oben erwähnten C. sphaerospermum und W. dermatitidis weit verbreitete Bodenorganismen, und C. neoformans infiziert manchmal den Menschen und verursacht eine infektiöse Kryptokokkose.

Pilze
Pilze

Solche Pilze wachsen unter Laborbedingungen recht leicht, sie sind leicht zu manipulieren. Und aufgrund ihrer Fähigkeit, Gebiete mit hoher Kontamination zu besiedeln, können sie zu einem praktischen Werkzeug für die Entsorgung radioaktiver Abfälle werden. Heutzutage werden solche Abfälle – zum Beispiel alte Overalls – in der Regel gepresst und zur Lagerung aufgerollt, bis instabile Nuklide auf natürliche Weise aufgebraucht sind. Es ist möglich, dass Pilze, die mit energiereicher Strahlung überleben können, diesen Prozess manchmal beschleunigen.

Im Jahr 2016 wurden melanisierte Pilze, die in der Nähe des Kernkraftwerks Tschernobyl gesammelt wurden, ins All geschickt. Selbst unter Berücksichtigung aller Abschirmungen ist die übliche Strahlung auf der ISS 50- bis 80-mal höher als die Hintergrundstrahlung in der Nähe der Erdoberfläche, was die Bedingungen für das Wachstum solcher Zellen schafft. Die Proben verbrachten etwa zwei Wochen im Orbit, bevor sie zurückgebracht wurden, damit Wissenschaftler untersuchen können, wie sich die Schwerelosigkeit auf sie auswirkte. Vielleicht müssen Pilze eines Tages so von Generation zu Generation leben.

Die Strahlungsenergie eines Sterns schwächt sich schnell ab, wenn er sich an die Peripherie des Sonnensystems bewegt, aber kosmische Strahlung ist in den entferntesten Außenbezirken vorhanden. Theoretisch könnte das Melanin von Pilzzellen verwendet werden, um Biomasse zu produzieren oder komplexe Moleküle zu synthetisieren, die für bemannte Langstreckenmissionen benötigt würden. Es ist wahrscheinlich, dass neben grünen und üppigen Gewächshäusern auf dem Raumschiff der Zukunft ein weiteres angeordnet werden muss - das am weitesten entfernte, das mit nützlichem schwarzem Schimmel bewachsen ist, der Strahlungsenergie absorbieren kann.

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