Життя здатне приборкати навіть смертоносну радіацію і використовувати її енергію на благо нових істот.
Всупереч багатьом очікуванням, катастрофа на АЕС у Чорнобилі не перетворила навколишні ліси на мертву ядерну пустелю. Немає худа без добра, і після організації зони відчуження антропогенний тиск на місцеву природу різко знизився. Навіть у найбільш пошкоджених ділянках рослинне життя швидко відновилося, в долину Прип'яті повернулися дикі кабани, ведмеді і вовки. Природа оживає, немов казковий Фенікс, однак невидима задушлива хватка радіації відчувається всюди.
"Ми йшли лісом, небо пофарбувалося чудовим заходом, - розповідає американський мікробіолог Крістофер Робінсон, який працював тут у 2018 році. - На широкій галявині ми зустріли коней, штук сорок. І у всіх були жовті очі, які насилу розрізняли нас, що проходили повз ". Насправді, тварини масово страждають від катаракти: зір особливо чутливий до радіації, і сліпота - звичайний підсумок довгого життя в зоні відчуження. У місцевих тварин часто зустрічаються порушення розвитку, часто виникає рак. І вже тим більше загибельне перебування біля колишнього епіцентру аварії.
Четвертий блок, що вибухнув у 1986 році, через кілька місяців був укритий захисним саркофагом, куди зібрали й інше радіоактивне сміття з майданчика. Але вже в 1991 році, коли мікробіолог Неллі Жданова та її колеги досліджували ці залишки за допомогою дистанційно керованих маніпуляторів, життя виявилося і тут. Смертоносні уламки виявилися населені процвітаючими спільнотами чорних грибів. За наступні роки серед них були ідентифіковані представники приблизно сотні пологів. Деякі з них не просто витримують вбивчий рівень радіації, але навіть самі тягнуться до неї, немов рослини - до світла.
Виживання
Високоенергетична радіація небезпечна для всього живого. Вона легко пошкоджує ДНК, викликаючи появу мутацій і помилок в коді. Важкі частинки здатні розбивати хімічні сполуки, немов гарматні ядра, призводячи до появи активних радикалів, які тут же вступають у взаємодію з першим-ліпшим сусідом. Досить інтенсивне бомбардування здатне викликати радіоліз молекул води і цілу зливу безладних реакцій, що вбивають клітку. Незважаючи на це, деякі істоти демонструють дивовижну стійкість до такого впливу.
Одноклітинні організми влаштовані порівняно просто, і порушити їх метаболізм вільними радикалами не так легко, а потужні білкові інструменти репарації швидко ремонтують пошкоджену ДНК. У результаті гриби здатні поглинати до 17 000 Грей радіаційної енергії - на багато порядків більше безпечної для людини кількості. Більш того, деякі з них буквально насолоджуються таким радіоактивним «дощем».
Знаменитий Каньйон еволюції поблизу гори Кармель в Ізраїлі одним схилом орієнтований у бік Європи, іншим - до Африки. Різниця між їхньою освітленістю сягає 800%, і опромінюваний сонцем «африканський» схил населяють гриби, що краще ростуть у присутності радіації. Як і знайдені в Чорнобилі, вони виглядають чорними через великі кількості меланіну. Цей пігмент здатний перехоплювати високоенергетичні частинки і розсіювати їх енергію, зберігаючи клітини від пошкоджень.
Розчинивши таку грибну клітку, під мікроскопом можна побачити її «привид» - чорний силует меланіну, який накопичується в клітинній стінці концентричними шарами. Гриби з «африканської» сторони каньйону містять його втричі більше, ніж жителі «європейського» схилу. Їм багаті і багато мікробів, що живуть на високогір'ї, які в природних умовах отримують на рік до 500-1000 Грей. Але ж навіть настільки пристойна величина поглиненої радіації для грибів - ніщо. Навряд чи весь цей меланін виробляється для одного лише захисту.
Процвітання
Ще Неллі Жданова в 1991-му продемонструвала, що забрані поблизу реактора ЧАЕС гриби тягнуться в напрямку джерела радіації і краще ростуть в її присутності. У 2007-му ці результати вдалося розвинути працюючим у США біологам Артуро Касадевалу і Катерині Дадачовій. Вчені показали, що під дією випромінювання, що в сотні разів перевищує природний фон, чорні меланізовані гриби (Cladosporium sphaerospermum, Wangiella dermatitidis і Cryptococcus neoformans) втричі інтенсивніше засвоюють вуглець з живильного середовища. При цьому мутантні гриби-альбіноси, нездатні виробляти меланін, випромінювання переносили легко, але росли звичайними темпами.
Варто сказати, що меланін може бути присутнім у клітинах у злегка різних хімічних конфігураціях. Основна його форма у людини - еумеланін, він захищає шкіру від ультрафіолету і надає їй коричнево-чорне забарвлення. Червоний колір доль і сосків визначається присутністю феомеланіну. І саме феомеланін виробляють клітини грибів під впливом радіації, хоча в таких кількостях він виглядає вже абсолютно чорним.
Перехід від еу- до феомеланіну супроводжується посиленням перенесення електронів від НАДФ до ферріціаніду - це один з перших кроків біосинтезу глюкози. Не дивно, що, за деякими припущеннями, такі гриби здатні до проведення реакцій, аналогічних фотосинтезу, - але замість світла використовують енергію радіоактивного випромінювання. Така здатність дозволяє їм виживати і процвітати там, де більш складні і вибагливі організми гинуть.
Великі кількості високомеланізованих грибних суперечок виявляються у відкладеннях раннього Мілового періоду. У ту епоху багато тварин і рослини вимерли: «Цей період збігається з переходом через» магнітний нуль «і тимчасовою втратою» геомагнітного щита «, що захищає Землю від випромінювання», - пише Катерина Дадачова. Такою ситуацією не могли не скористатися гриби-радіотрофи. Цим же рано чи пізно скористаємося і ми.
Програма
Використання меланіну для утилізації енергії радіації ще лише гіпотеза. Однак дослідження тривають, благо радіотрофи не можна назвати чимось екзотичним. В умовах нестачі ресурсів і достатнього випромінювання деякі звичайні гриби можуть посилювати синтез меланіну і проявляти здатність «харчуватися радіацією». Наприклад, згадані вище C. sphaerospermum і W. dermatitidis - широко поширені ґрунтові організми, а C. neoformans часом вражають і людину, викликаючи інфекційний криптококкоз.