Mga kabute ng Chernobyl: maanomalyang buhay sa ilalim ng radiation

2024 May -akda: Seth Attwood | [email protected]. Huling binago: 2023-12-16 16:18

Nagagawa ng buhay na mapaamo ang kahit nakamamatay na radiation at gamitin ang enerhiya nito para sa kapakinabangan ng mga bagong nilalang.

Taliwas sa maraming inaasahan, hindi ginawa ng sakuna ng Chernobyl ang mga nakapaligid na kagubatan sa isang patay na disyerto ng nukleyar. Ang bawat ulap ay may silver lining, at pagkatapos ng pagtatatag ng exclusion zone, ang anthropogenic pressure sa lokal na kalikasan ay bumaba nang husto. Kahit na sa mga pinaka-napinsalang lugar, mabilis na nakabawi ang buhay ng halaman, bumalik ang mga baboy-ramo, oso at lobo sa Pripyat Valley. Ang kalikasan ay nabubuhay tulad ng isang kamangha-manghang Phoenix, ngunit ang hindi nakikitang nakasusuklam na paghawak ng radiation ay nararamdaman sa lahat ng dako.

"Naglalakad kami sa kakahuyan, ang kalangitan ay pininturahan ng isang napakagandang paglubog ng araw," sabi ng American microbiologist na si Christopher Robinson, na nagtrabaho dito noong 2018. - Sa isang malawak na clearing, nakilala namin ang mga kabayo, mga apatnapu. At lahat sila ay may mga dilaw na mata na halos hindi matukoy ang pagkakaiba natin sa pagdaan." Sa katunayan, ang mga hayop ay dumaranas ng mga katarata nang maramihan: ang paningin ay lalong sensitibo sa radiation, at ang pagkabulag ay karaniwang resulta ng mahabang buhay sa lugar ng pagbubukod. Ang mga karamdaman sa pag-unlad ay karaniwan sa mga lokal na hayop, at kadalasang nangyayari ang kanser. At mas nakapipinsala ang pagiging malapit sa dating sentro ng aksidente.

Ang ikaapat na bloke, na sumabog noong 1986, ay natakpan ng isang proteksiyon na sarcophagus makalipas ang ilang buwan, kung saan nakolekta ang iba pang mga radioactive debris mula sa site. Ngunit noong 1991, nang suriin ng microbiologist na si Nelly Zhdanova at ng kanyang mga kasamahan ang mga labi na ito gamit ang malayuang kinokontrol na mga manipulator, lumitaw din ang buhay dito. Ang nakamamatay na mga labi ay natagpuang tinitirhan ng mga umuunlad na komunidad ng mga itim na kabute.

Sa mga sumunod na taon, ang mga kinatawan ng halos isang daang genera ay nakilala sa kanila. Ang ilan sa kanila ay hindi lamang nakatiis sa nakamamatay na antas ng radiation, ngunit maging ang kanilang mga sarili ay naaakit dito, tulad ng mga halaman sa liwanag.

Kaligtasan

Ang high-energy radiation ay mapanganib sa lahat ng nabubuhay na bagay. Madali nitong sinisira ang DNA, na nagiging sanhi ng mga mutasyon at mga error sa code. Ang mga mabibigat na particle ay may kakayahang magwasak ng mga kemikal na compound tulad ng mga cannonball, na humahantong sa paglitaw ng mga aktibong radical, na agad na nakikipag-ugnayan sa unang kapitbahay na nahanap nila. Ang isang sapat na matinding pambobomba ay maaaring maging sanhi ng radiolysis ng mga molekula ng tubig at isang buong shower ng mga random na reaksyon na pumatay sa cell. Sa kabila nito, ang ilang mga nilalang ay nagpapakita ng kamangha-manghang pagtutol sa gayong mga impluwensya.

Ang mga single-celled na organismo ay may medyo simpleng istraktura, at hindi ganoon kadaling sirain ang kanilang metabolismo sa pamamagitan ng mga libreng radical, at ang makapangyarihang mga tool sa pag-aayos ng protina ay mabilis na nag-aayos ng nasirang DNA. Bilang resulta, ang mga mushroom ay may kakayahang sumipsip ng hanggang 17,000 Gray ng radiation energy - maraming mga order ng magnitude na higit sa halagang ligtas para sa mga tao. Bukod dito, ang ilan sa kanila ay literal na nasisiyahan sa naturang radioactive na "ulan".

Ang sikat na Canyon of Evolution malapit sa Mount Carmel sa Israel ay nakatuon sa isang dalisdis patungo sa Europa, ang isa naman ay patungo sa Africa. Ang pagkakaiba sa pagitan ng kanilang pag-iilaw ay umabot sa 800%, at ang "African" na dalisdis na na-irradiated ng araw ay pinaninirahan ng mga kabute na mas mahusay na lumalaki sa pagkakaroon ng radiation. Tulad ng mga matatagpuan sa Chernobyl, lumilitaw ang mga ito na itim dahil sa malaking halaga ng melanin. Ang pigment na ito ay nagagawang humarang sa mga particle na may mataas na enerhiya at mapawi ang kanilang enerhiya, na pinapanatili ang mga cell mula sa pinsala.

Dissolving tulad ng isang fungal cell, sa ilalim ng isang mikroskopyo, ang isa ay maaaring makita ang kanyang "ghost" - isang itim na silweta ng melanin, na accumulates sa concentric layer sa cell wall. Ang mga mushroom mula sa "African" na bahagi ng canyon ay naglalaman ng tatlong beses na higit pa nito kaysa sa mga naninirahan sa "European" slope. Mayaman din sila sa maraming microbes na naninirahan sa kabundukan, na sa mga natural na kondisyon ay tumatanggap ng hanggang 500-1000 Gray bawat taon. Ngunit kahit na ang isang disenteng halaga ng hinihigop na radiation para sa mga kabute ay wala. Ito ay malamang na ang lahat ng melanin na ito ay ginawa para sa proteksyon lamang.

Kasaganaan

Kahit na si Nelly Zhdanova noong 1991 ay nagpakita na ang mga mushroom na nakolekta malapit sa Chernobyl nuclear power plant ay umaabot sa pinagmumulan ng radiation at lumalaki nang mas mahusay sa presensya nito. Noong 2007, ang mga resultang ito ay binuo ng mga biologist na sina Arturo Casadevala at Ekaterina Dadachova na nagtatrabaho sa Estados Unidos. Ipinakita ng mga siyentipiko na sa ilalim ng impluwensya ng radiation daan-daang beses na mas mataas kaysa sa natural na background, ang mga itim na melanized fungi (Cladosporium sphaerospermum, Wangiella dermatitidis at Cryptococcus neoformans) ay sumisipsip ng carbon mula sa nutrient medium nang tatlong beses na mas intensively. Kasabay nito, ang mutant albino fungi, na hindi makagawa ng melanin, ay madaling pinahihintulutan ang radiation, ngunit lumaki sa karaniwang rate.

Ito ay nagkakahalaga ng pagsasabi na ang melanin ay maaaring naroroon sa mga selula sa bahagyang magkakaibang mga pagsasaayos ng kemikal. Ang pangunahing anyo nito sa mga tao ay eumelanin, pinoprotektahan nito ang balat mula sa ultraviolet radiation at binibigyan ito ng brown-black na kulay. Ang pulang kulay ng mga labi at nipples ay tinutukoy ng pagkakaroon ng pheomelanin. At ito ay pheomelanin na ginawa ng mga fungal cell sa ilalim ng impluwensya ng radiation, bagaman sa mga naturang dami ay mukhang ganap na itim.

Ang paglipat mula sa eu- sa pheomelanin ay sinamahan ng isang pagtaas sa paglipat ng mga electron mula sa NADP sa ferricyanide - ito ay isa sa mga unang hakbang sa glucose biosynthesis. Hindi nakakagulat na, ayon sa ilang mga pagpapalagay, ang mga naturang fungi ay may kakayahang magsagawa ng mga reaksyon na katulad ng photosynthesis, ngunit sa halip na liwanag ay ginagamit nila ang enerhiya ng radioactive radiation. Ang kakayahang ito ay nagpapahintulot sa kanila na mabuhay at umunlad kung saan ang mas kumplikado at maselan na mga organismo ay namamatay.

Malaking bilang ng highly melanized fungal spores ay matatagpuan sa mga deposito ng Early Cretaceous Period. Sa panahong iyon, maraming mga hayop at halaman ang nawala: "Ang panahong ito ay kasabay ng paglipat sa pamamagitan ng" magnetic zero "at ang pansamantalang pagkawala ng" geomagnetic shield "na nagpoprotekta sa Earth mula sa radiation," isinulat ni Ekaterina Dadachova. Ang mga radiotrophic mushroom ay hindi maaaring makatulong ngunit samantalahin ang sitwasyong ito. Sooner or later, gagamitin din natin ito.

Apendise

Ang paggamit ng melanin para sa paggamit ng enerhiya ng radiation ay isa pa ring hypothesis. Gayunpaman, nagpapatuloy ang pananaliksik, dahil ang radiotroph ay hindi kakaiba. Sa mga kondisyon ng kakulangan ng mga mapagkukunan at sapat na radiation, ang ilang mga karaniwang fungi ay maaaring mapahusay ang synthesis ng melanin at magpakita ng kakayahang "magpakain sa radiation". Halimbawa, ang nabanggit na C. sphaerospermum at W. dermatitidis ay laganap na mga organismo sa lupa, at ang C. neoformans kung minsan ay nakakahawa sa mga tao, na nagiging sanhi ng nakakahawang cryptococcosis.

Ang ganitong mga kabute ay madaling lumago sa mga kondisyon ng laboratoryo, madali silang manipulahin. At dahil sa kanilang kakayahang punan ang mga lugar na may mataas na kontaminasyon, maaari silang maging isang maginhawang tool para sa pagtatapon ng radioactive na basura. Sa ngayon, ang mga naturang basura - halimbawa, mga lumang oberols - ay kadalasang pinipindot at ibinulong para imbakan hanggang sa natural na maubos ang mga hindi matatag na nuclides. Posible na ang mga kabute na maaaring mabuhay sa mataas na enerhiya na radiation ay magpapabilis sa prosesong ito minsan.

Noong 2016, ang mga melanized na mushroom na nakolekta malapit sa Chernobyl nuclear power plant ay ipinadala sa kalawakan. Kahit na isinasaalang-alang ang lahat ng shielding, ang karaniwang antas ng radiation sa ISS ay 50 hanggang 80 beses na mas mataas kaysa sa background radiation malapit sa ibabaw ng Earth, na nagbibigay ng mga kondisyon para sa paglaki ng naturang mga cell. Ang mga sample ay gumugol ng humigit-kumulang dalawang linggo sa orbit bago ibalik upang payagan ang mga siyentipiko na siyasatin kung paano naapektuhan sila ng microgravity. Marahil balang araw, ang mga kabute ay kailangang mamuhay ng ganito mula sa henerasyon hanggang sa henerasyon.

Ang enerhiya ng radiation ng isang bituin ay mabilis na humihina habang ito ay gumagalaw sa paligid ng solar system, ngunit ang cosmic radiation ay naroroon sa pinakamalayong labas. Sa teorya, ang melanin ng fungal cells ay maaaring gamitin upang makagawa ng biomass o mag-synthesize ng mga kumplikadong molekula na kakailanganin sa mga long-distance manned mission. Malamang na bilang karagdagan sa berde at luntiang mga greenhouse sa spacecraft ng hinaharap, ang isa ay kailangang ayusin ang isa pa - ang pinakamalayo, na mapupuno ng kapaki-pakinabang na itim na amag na maaaring sumipsip ng enerhiya ng radiation.