Чернобилска плесен – източник на надежда за космически пътешествия и защита от радиация

Плесен, открита в зоната на ядрената катастрофа в Чернобил, може да предложи решение за защита на астронавтите от космическа радиация. През май 1997 г. Нели Жданова открива черна плесен по стените и тръбите на разрушената атомна електроцентрала. Това място някога е било смятано за несъвместимо с живота.

Жданова установява, че тези плесени не просто оцеляват, но и растат в посока на радиоактивните частици. Нейната работа променя разбирането ни за влиянието на радиацията върху живота на Земята. Днес откритието ѝ дава надежда за почистване на радиоактивни обекти.

Единадесет години преди откритието на Жданова, рутинна проверка на реактор четири в АЕЦ „Чернобил“ води до най-тежката ядрена авария. На 26 април 1986 г. огромна експлозия освобождава масивно количество радионуклиди.

Създадена е 30-километрова „Зона за отчуждаване“, за да предпази хората от радиацията. Докато хората са били държани далеч, черната плесен на Жданова бавно колонизира района. Изследванията показват, че гъбичните хифи са привлечени от йонизиращото лъчение. Жданова нарича това явление „радиотропизъм“.

Йонизиращото лъчение е изключително мощно, способно да разкъсва ДНК и протеини. То причинява вредни мутации и унищожава клетки. Въпреки това, радиотропните гъби процъфтяват. Работата на Жданова допринася за разбирането на нова форма на живот, която процъфтява благодарение на радиацията, а не на слънчевата светлина.

В основата на този феномен е пигментът меланин. Той е причина за тъмния цвят на плесените в Чернобил. Клетъчните им стени са пълни с меланин. Подобно на по-тъмната кожа, която предпазва от ултравиолетова радиация, меланинът действа като щит срещу йонизиращата радиация. Той абсорбира радиацията, разсейвайки енергията ѝ. Меланинът е и антиоксидант, превръщайки реактивните йони в стабилно състояние.

През 2007 г. Екатерина Дадачова, ядрен учен, доразвива работата на Жданова. Тя разкрива, че растежът на гъбите не само е насочен, но и се увеличава в присъствието на радиация. Меланизираните плесени растат с 10% по-бързо в присъствието на радиоактивен цезий. Дадачова и екипът ѝ откриват, че тези плесени използват енергията от радиацията за метаболизма си. Тя нарича този процес „радиосинтеза“.

„Енергията на йонизиращата радиация е около един милион пъти по-висока от енергията на бялата светлина, която се използва във фотосинтезата. Така че е необходим доста мощен преобразувател на енергия, и ние смятаме, че меланинът е способен да преобразува йонизиращата радиация в използваеми нива на енергия“, обяснява Дадачова.

Радиосинтезата все още е теория, която изисква откриване на точния механизъм. Учените търсят специфичен рецептор или място в меланина, отговорно за превръщането на радиацията в енергия.

През 2018 г. проби от Cladosporium sphaerospermum, същият щам, открит от Жданова, са изпратени на Международната космическа станция. Резултатите показват, че гъбите растат 1,21 пъти по-бързо в космоса. Нилс Авереш, биохимик, участващ в проучването, не е убеден, че това се дължи само на усвояването на радиация. Нулевата гравитация също може да е фактор. Експерименти за симулиране на нулева гравитация на Земята продължават.

Екипът на Авереш тества и защитния потенциал на меланина. Сензор, поставен под проба от гъби, показва намаляване на радиацията. Дори малко количество плесен в петриева чинийка се оказва ефективен щит.

Международен екип от НАСА и ЕКА обяви нов експеримент през ноември 2025 г. Той ще тества чернобилски гъби на МКС. Целта е да се оцени потенциалът им за защита при дългосрочни мисии до Марс. Учени от БАН също изследват меланин от тези гъби. Техните проучвания показват още по-висока радиационна устойчивост при комбинирано въздействие на космическа радиация и нулева гравитация.

Меланинът от чернобилски гъби вече се използва в лабораторни условия. Той служи за създаване на биологични щитове срещу радиация. Те могат да бъдат интегрирани в космически скафандри и жилищни модули за Луната и Марс. Гъбите се тестват и за биоремедиация на радиоактивни отпадъци на Земята.

Критици от научната общност изразяват опасения. Те посочват липсата на дългосрочни изследвания за безопасност. Възможни са мутации или непредвидени биологични ефекти. Експерти от ЕКА също изразяват резерви. Те смятат, че за реална защита са необходими много по-дебели слоеве биомаса. Това може да ограничи тяхното приложение в космически условия.

Бъдещите космически мисии до Луната и Марс изискват защита от космическа радиация. Транспортирането на тежки материали като вода или метал е скъпо. Лин Ротшилд от НАСА сравнява това с костенурка, носеща черупката си. Нейните изследвания водят до създаването на гъбични мебели и стени. Тази „микоархитектура“ може да бъде отглеждана на Луната или Марс. Ако радиосинтезата се докаже, тези структури биха могли да осигурят самовъзстановяваща се радиационна бариера. Точно както тези черни плесени колонизираха Чернобил, един ден те могат да защитят нашите първи стъпки в нови светове.