Глибоко всередині Чорнобильського ядерного реакторного комплексу, в одному з найнепридатніших для життя місць на Землі, процвітає маленький чорний гриб із величезним потенціалом для космічних досліджень.
Cladosporium sphaerospermum раніше вважався звичайною чорною пліснявою, поки вчені не знайшли його та десятки інших видів мікробіоти всередині четвертого енергоблоку Чорнобильської АЕС наприкінці 1990-х років.
З’явилося безліч спекуляцій: як він виживає в такому ворожому середовищі? Чи «харчується» він радіацією? Чи може допомогти у прибиранні ядерних аварій? Чи зможе допомогти людям у місцях із високим рівнем радіації, наприклад у космосі? На останнє запитання дослідники відповідають: можливо. Деякі навіть вивчають, чи може гриб допомогти у створенні пластикових деталей або переробці людських відходів під час подорожей на інші планети, наприклад на Марс.
Десятиліття потому вчені все ще мають багато запитань про цю дивну форму життя, перш ніж зможуть повністю використати її потенціал.
Спершу, Cladosporium sphaerospermum та інші гриби не нейтралізують радіацію, пояснює професор космічної біології Університету Флориди Нілс Авереш, PhD, який роками досліджує гриб. Насправді для знищення радіоактивних ізотопів потрібно перетворити їх на нерадіоактивні елементи, а не «перетравлювати» пліснявою.
«Але це не робить його менш дивовижним», — додає Аарон Берлінер, PhD, дослідник космічної біопроцесної інженерії у Weill Cornell Medicine.
Коли вчені знайшли Cladosporium sphaerospermum та інші види чорної плісняви всередині пошкодженого четвертого реактора — того самого, що згорів і викинув радіоактивні матеріали на кілометри навколо — вони помітили, що гриб ніби росте у напрямку джерела радіації. Це означає, що він виживає не всупереч радіації, а, можливо, завдяки їй. Рівень радіації у четвертому реакторі настільки високий, що без захисту людина загинула б за хвилини, зазначає Берлінер.
Їхня здатність виживати робить гриб типом екстремофілу.
«Організми, що живуть у надзвичайно гарячих умовах, називають термофілами. У дуже холодних місцях — психрофілами», — пояснює Берлінер. «Було запропоновано, що цей організм може використовувати радіацію, тому його називають радіотрофним».
Екатеріна Дадачова, PhD, професор радіобіології в Університеті Саскачевану, у 2007 році висунула гіпотезу, що пліснява може «харчуватися» енергією радіації, як рослини використовують сонячну енергію для фотосинтезу.
Якщо це так і як саме це працює, наразі намагаються з’ясувати вчені, такі як Берлінер та Авереш. Велика частина відповіді, ймовірно, пов’язана з чорним пігментом гриба — меланіном. Меланін надає грибам захист від шкідливої радіації та, можливо, допомагає перетворювати енергію у власну їжу. Як рослина використовує хлорофіл для перетворення сонячного світла, вуглекислого газу та води в поживні речовини, так гриб може використовувати меланін для перетворення енергії більш високочастотних фотонів у їжу.
«Можливо, він розвинув новий клітинний механізм або адаптував наявний під впливом радіаційного середовища», — припускає Берлінер.
Космос, пояснює вона, сповнений радіації: потужної сонячної та галактичної космічної. Люди навчилися захищати себе щитами від радіації, але під час тривалих місій на Марс чи Місяць ризик виснаження ресурсів залишається великим. Подорож у космос, як відомо, надзвичайно дорога. Вартість доставки однієї банки Кока-Коли на низьку орбіту Землі становить близько $1,000, зазначає Берлінер.
Саме тому він та Авереш досліджують можливість вирощування та виробництва власних матеріалів у космосі за допомогою грибів, таких як Cladosporium sphaerospermum. Астронавти могли б використовувати гриб для виготовлення запасних частин та навіть ліків.
«Або він міг би переробляти відходи, наприклад людські чи пластикові, і перетворювати їх на їстівну біомасу», — додає Авереш.
Гриб також міг би стати додатковим радіаційним щитом для астронавтів, хоча й із «суттєвими обмеженнями», додає Берлінер.
Попри попередні експерименти, науковці залишаються обережними й визнають, що більшість гіпотез поки не доведені. У команді є зразки гриба з реактора для тестів та експериментів. Але сам гриб не є рідкісним і зустрічається у ґрунті, рослинних матеріалах та навіть охолоджених продуктах.
Українська дослідниця Неллі Жданова у 2000 році опублікувала роботу, де задокументувала 37 видів із 19 родів, включно з Cladosporium sphaerospermum, який був одним із найпоширеніших. Вона також відзначила, що види з «переважанням меланіну» зустрічалися у найбільш забруднених зонах.
«Це свідчить про одне з найгуманніших почуттів — наше бажання вижити та процвітати в складних умовах», — підсумовує Берлінер. «І саме це робить цей організм. Ми ж хочемо зрозуміти, як він це робить».