Csernobil: radioaktivitás hizlalja a halálzónában rejtőzködő mutáns lényt

A radioaktív sugárzás egy kritikus határ felett halálos veszélyt jelent a legtöbb élőlény számára. Csernobil neve negyven éve íródott be a katasztrófák történetébe, amikor 1986. április 26-án egy hanyagul végrehajtott kísérlet során az atomerőmű négyes blokkjának reaktora túlhevült és felrobbant, rengeteg erősen sugárzó izotópot juttatva a levegőbe; a radioaktív felhő pedig néhány napon belül beterítette fél Európát. A nukleáris katasztrófa miatt a szovjet hatóságok evakuálták a környék lakosságát és tiltott zónának minősítették a csernobili körzetet. Az elhagyatott erdős vidéken sok állat elpusztult a halálos sugárzástól, évekkel később pedig a horrorfilmeket idéző mutáns torzszülöttekre bukkantak a zónába bemerészkedő kutatók. Akadt azonban egy lény, amely a sugárzásból táplálkozva alakított ki népes kolóniákat a halálzónán belül.

A felrobbant csernobili négyes blokk Fotó: Ria/Novosti/Kosztin Igor

Csernobil még mindig tartogat meglepetéseket a tudomány számára. Az 1986. áprilisi reaktorrobbanás után vastag betonszarkofággal lefedett és halálos dózisú sugárzással fertőzött térben kutatók egy csoportja olyan különleges életközösséget fedezett fel, amelyet a más élőlényeket elpusztító ionizáló sugárzás táplál.

Csernobil, az atomerőmű látképe a katasztrófa előtt  (Fotó: RIA NOVOSTI/LYTOSHA)

Csernobil újabb elképesztő titkot tárt fel

Az egykori atomerőmű területe a sugárveszély miatt ma is tiltott zónának számít. Negyven évvel a nukleáris katasztrófa után azonban úgy tűnik, hogy egyes létformák nemcsak hogy túlélték a radioaktív szennyezést, hanem ezt a saját javukra fordítva indultak virágzásnak ebben a szélsőséges környezetben. Ezek egyike a sérült reaktort körbevevő betonszarkofágban rekedt ionizáló sugárzásból táplálkozva kezdett el rohamosan gyarapodni. 

Az atomerőmű romja a reaktorrobbanás után, 1986. május 14-én   (Fotó:  Szputnyik)

A kutatók a közelmúltban – legnagyobb megdöbbenésükre – a világ egyik legveszélyesebb és a radioaktivitással legjobban szennyezett építményének, a csernobili betonszarkofágnak a falán megtelepedett olyan furcsa fekete színű gombákra bukkantak, 

amelyek szemmel láthatóan jól érzik magukat ebben a halálos környezetben. 

A kutatók szerint a Cladosporium sphaerospermum tudományos fajnevű gomba számára sötét pigmentje – a melanin – teszi lehetővé, hogy az ionizáló sugárzást a maga javára fordítsa egy ahhoz hasonló folyamaton keresztül, mint ahogy a növények használják fel a fényt a fotoszintézishez. E szokatlan mechanizmust radioszintézisnek nevezték el a tudósok. 

Az elképesztő túlélő, a halálzónában élő C. sphaerospermum  gomba (Fotó: Rui Tomé/Atlas of Mycology / Science Alert)

De ebben rejlik a C. sphaerospermum igazi furcsasága is, mert noha a kutatók kimutatták, hogy a gomba a nagy dózisú ionizáló sugárzásban is jól fejlődik, de azt egyelőre még senkinek sem sikerült megfejtenie, ez hogyan lehetséges – írja a Science Alert tudományos hírportál. A rejtély még az 1990-es évek végén kezdődött, amikor Nelli Zhdanova, az Ukrán Nemzeti Tudományos Akadémia mikrobiológusának vezetésével egy kutatócsoport terepi felmérésbe kezdett a csernobili tilalmi zónában, hogy kiderítse, milyen élet található – ha egyáltalán van ilyen – a megsérült reaktort körülvevő betonszarkofágon belül.

Még a tudósokat is megdöbbentette, amit a halálzónában találtak

A felmérés eredménye még a sokat tapasztalt kutatókat is megdöbbentette. A halálzónán belül ugyanis egy egészen kiterjedt, 37 fajból álló gombaközösséget azonosítottak. Ami azonnal feltűnt a vizsgálatot végző szaktudósoknak, 

hogy valamennyi itt megtelepedett gombafaj egységesen sötét vagy fekete színárnyalatú 

a szöveteikben felhalmozódott extrém mennyiségű melanin pigment miatt. A gombaközösségen belül messze a C. sphaerospermum egyedei voltak a legjobban elterjedtek, ami azt bizonyítja, hogy ez a faj tudott a legjobban alkalmazkodni a legmagasabb szintű radioaktív szennyezettséghez. 

Ez a faj tudott a legjobban alkalmazkodni a sugárzó környezethez (Fotó: Rui Tomé/Atlas of Mycology)

Bármennyire is meglepő volt ez a felfedezés, az ezt követő események csak még tovább fokozták a tudósok izgalmát. 

Ekaterina Dadachova radiofarmakológus és Arturo Casadevall immunológus, az amerikai Albert Einstein Orvostudományi Egyetem kutatói által vezetett vezette tudóscsoport ugyanis megállapította, hogy a C. sphaerospermum ionizáló sugárzásnak való kitettsége nem károsítja a gombát, szemben más élőlényekkel.

Mutáns malac Csernobil környékéről, három évvel a katasztrófa után (Fotó: AFP/LARS GRANSTRAND)

Ionizáló sugárzásnak nevezzük azt a sugárzást, amelynek elég erős az energiája ahhoz, hogy a sugárzással kölcsönhatásba kerülő molekulák vagy atomok ionizálódjanak. Az ionizáció pedig azt jelenti, hogy egy atomból egy vagy több, esetleg az összes elektron leszakad. A nagy fluxusú ionizáló sugárzás súlyosan roncsolhatja az élő szervezetet is. Az ionizáció ugyanis szétszakíthatja a molekulákat, megzavarhatja a biokémiai reakciókat és komolyan károsíthatja a DNS-t is.

A C. sphaerospermum azonban furcsán ellenállónak tűnt ebben az élő szervezetek számára veszélyes környezetben, 

sőt, jobban is növekedett az ionizáló sugárzás hatására. Más kísérletek kimutatták, hogy az ionizáló sugárzás megváltoztatta a gomba melaninjának tulajdonságait – ez pedig egy érdekes megfigyelés, ami további vizsgálatokat indokol.

A rendkívüli gomba még a világűr viszonyait is túlélte

Dadachova és Casadevall e különös viselkedés megmagyarázására még a 2008-ban publikált tanulmányukban egy olyan modellt javasoltak, ami a fotoszintézishez hasonló biológiai útvonalat követ. Úgy tűnt, hogy a C. sphaerospermum – és a hozzá hasonló gombák –, az ionizáló sugárzást begyűjtik és energiává alakítják, a melaninjuk pedig hasonló funkciót tölt be, mint a fényt elnyelő klorofill pigmentek. Azt is kimutatták, hogy emellett a melanin védőpajzsként is működik a sugárzás károsabb hatásaival szemben.

                                   A C. sphaerospermum  szövetszerkezete a mikroszkóp alatt                                           (Fotó: Rui Tomé/Atlas of Mycology / Science Alert)

 Ezt a következtetést egy 2022-es tanulmány eredményei is alátámasztják. A kísérlet során a C. sphaerospermum egyedeit felvitték a világűrbe, és a Nemzetközi Űrállomás (International Space Station, ISS) külső falára helyezték el a gombákat, kitéve őket a kozmikus sugárzás teljes erejének. 

A Petri-csésze alá elhelyezett érzékelők azt mutatták, hogy jóval kisebb mennyiségű sugárzás hatolhatott át a C. sphaerospermum gombákon, mint a hasonló fajokhoz tartozó kontroll egyedeken. 

Ennek a tanulmánynak azonban nem a radioszintézis bemutatása vagy vizsgálata volt a fő célja, hanem a gomba sugárvédő potenciáljának a feltárása kozmikus körülmények között, hogy ennek eredményeit felhasználhassák az űrélettanban. De azt még mindig nem sikerült pontosan tisztázni, hogy mit csinál valójában a gomba az extrém ionizáló sugárzás hatására.

Az élet mindig utat tör magának

A tudósok nem tudták bizonyítani az ionizáló sugárzástól függő szénmegkötést, de a sugárzásból származó metabolikus nyereséget vagy egy meghatározott energiahasznosítási útvonalat sem. „A tényleges radioszintézis azonban még bizonyításra vár, nem is beszélve a szénvegyületek nagyobb energiatartalmú formákká történő redukciójáról, vagy a szervetlen szén ionizáló sugárzás általi rögzítésének a problematikájáról” – írja Nils Averesch, a Stanford Egyetem mérnöke által vezetett kutatócsoport.

                  A reaktorblokk környékén négy évtizeddel a katasztrófa után még mindig veszélyesen erős az ionizáló sugárzás                     (Fotó: Ria/Novosti/Ankov Vitalij)

 – A radioszintézis ötlete annyira népszerű, mintha csak egy sci-fiből lépett volna elő. De talán még ennél is különlegesebb, hogy ez a furcsa gomba valami olyasmit csinál, amit nem értünk, és valami olyat képes semlegesíteni, ami roppant veszélyes az emberekre – mondja Nils Averesch. De ez nem csak a C. sphaerospermum gombára igaz. Egy másik faj, a Wangiella dermatitidis tudományos fajnevű fekete élesztőgomba ugyancsak gyors növekedést mutat azt ionizáló sugárzás hatására. Eközben egy másik gombafaj, a Cladosporium cladosporioides egyedei fokozott melanintermelést mutatattak, de gamma- vagy UV-sugárzás hatására nem növekedtek. Éppen ezért a C. sphaerospermumban megfigyelt viselkedés nem általánosítható az összes melaninnal rendelkező gombafajra. 

Csernobil 1986 áprilisa óta elhagyott és veszélyes szellemváros (Fotó: Jorge Franganillo)

Amit eddig biztosan tudunk, az az, hogy ez a  bársonyos fekete gomba képes a túlélésre a más élőlények és így az ember számára is halálos veszélyt jelentő sugárfertőzött környezetben, ahol a fiziológia törvényszerűségeire rácáfolva virágzó kolóniákat hozott létre. A C. sphaerospermum esete a legjobb példa arra, hogy az élet időnként még a legszélsőségesebb környezetben is képes utat törni magának.

A csernobili négyes blokkot befedő betonszarkofágon belül:

• egy kutatócsoport olyan gombákat talált,
• amelyeknek szemmel láthatóan nem árt a más élőlényeket elpusztító ionizáló sugárzás,
• továbbá e halálos környezetben képesek a túlélésre és a szaporodásra,
• amire viszont még nem találtak biztos magyarázatot a tudósok.