Tšernobylin suojavyöhykkeellä elävä musta sieni Cladosporium sphaerospermum hämmästyttää vielä lähes neljä vuosikymmentä ydinvoimalaonnettomuuden jälkeen, Science Alert kirjoittaa.
Ionisoiva säteily on alueella yhä niin voimakasta, että ihmiset eivät voi liikkua siellä ilman merkittävää riskiä. Samettisen musta sieni kuitenkin näyttää kukoistavan jopa Tšernobylin ydinvoimalan räjähtäneen neljännen reaktorin ympärille rakennetun betonisen suojakuoren sisuksissa. Rakennus on yksi maapallon radioaktiivisimmista.
Jo varhaisissa kenttähavainnoissa 1990-luvun lopulla ukrainalaisen mikrobiologi Nelli Zhdanovan johtama tutkimusryhmä löysi suojarakennuksen sisältä peräti 37 sienilajia, joista suurin osa oli tummia ja melaniinipitoisia. Melaniini on aine, joka ihmiselläkin vastaa ihon, hiusten ja silmien väristä.
Yleisin laji näytteissä oli C. sphaerospermum. Se oli samalla radioaktiivisin.
Myöhemmät laboratoriotutkimukset paljastivat jotakin vielä erikoisempaa. Sieni ei ainoastaan sietänyt ionisoivaa säteilyä, vaan kasvoi sen vaikutuksesta paremmin.
Tämä johti hypoteesiin niin kutsutusta radiosynteesistä – mekanismista, jossa melaniini toimisi kuten kasveissa valoa imevä klorofylli-pigmentti ja muuntaisi säteilyn käyttökelpoiseksi energiaksi. Samalla melaniini toimisi eräänlaisena suojakilpenä säteilyn haitallisempia vaikutuksia vastaan.
Kyseessä on edelleen vasta teoria, josta ei ole saatu yksiselitteisiä todisteita, vaikka kokeelliset havainnot tukevat melaniinin käyttäytymisen muutoksia säteilyaltistuksessa. Hypoteesin esittivät vuonna 2008 ensimmäisinä radiolääkeaineisiin erikoistunut tutkija Ekaterina Dadachova ja immunologi Arturo Casadevall, jotka työskentelivät tuolloin Albert Einstein College of Medicinessä Yhdysvalloissa.
Ionisoiva säteily on tunnetusti haitallista useimmille eliöille, sillä se voi irrottaa elektroneja atomeista, rikkoa molekyylejä ja vaurioittaa dna:ta. Silti C. sphaerospermum toimii päinvastoin kuin odotetaan. Sen kasvu kiihtyy ja sen melaniini näyttää muuttavan ominaisuuksiaan säteilyn vaikutuksesta tavalla, jota ei vielä ymmärretä.
Myös avaruudessa tehdyt kokeet tukevat ajatusta melaniinin suojaavasta vaikutuksesta: vuonna 2022 suoritettu koe Kansainvälisellä avaruusasemalla osoitti, että sienikerroksen alle sijoitetuilla antureilla mitattiin vähemmän kosmista säteilyä kuin pelkän mikrobiologiassa kasvualustana käytetyn agar-seoksen alla.
Tutkittavat näytteet oli sijoitettu avaruusaseman ulkopuolelle. Kokeen tarkoituksena ei ollut tutkia radiosynteesiä, vaan tarkoitus oli selvittää sen mahdollisuuksia biologisena säteilysuojana. Tämä vaikutus pystyttiin vahvistamaan, mutta mekanismi sen taustalla on edelleen tuntematon.
Vaikka hypoteesi energian talteenotosta on kiehtova, selvät todisteet puuttuvat. Tutkijat eivät ole pystyneet osoittamaan, että sieni pystyisi ionisoivan säteilyn avulla sitomaan hiiltä, lisäämään aineenvaihduntaansa tai keräämään energiaa.
”Varsinaista radiosynteesiä ei ole vielä osoitettu, saati että ionisoiva säteily pelkistäisi hiiliyhdisteitä korkeamman energiasisällön muotoihin tai mahdollistaisi epäorgaanisen hiilen sitomisen”, kirjoittaa insinööri Nils Averesch tutkijaryhmineen.
C. sphaerospermumin kaltaiset sienet eivät ole ainoita, jotka reagoivat säteilyyn erikoisella tavalla. Musta hiiva Wangiella dermatitidis kasvaa ionisoivan säteilyn vaikutuksesta, kun taas Cladosporium cladosporioides lisää melaniinituotantoaan ilman kasvun kiihtymistä gamma- ja ultraviolettisäteilylle altistuessaan.
Eri sienilajien väliset erot osoittavat, ettei kyse ole yleisestä sienikunnalle ominaisesta mekanismista, vaan mahdollisesti lajikohtaisesta sopeutumasta tai stressireaktiosta, joka parantaa selviytymismahdollisuuksia epäoptimaalisissa olosuhteissa.
On vielä epäselvää, hyödyntääkö C. sphaerospermum todella säteilyä energianlähteenä vai onko kyse vain selviytymistä tukevasta mekanismista äärimmäisissä olosuhteissa. Se kuitenkin selviää ja todennäköisesti jopa menestyy ympäristössä, jossa ihminen ei pärjäisi.
Tilaa Tekniikan Maailman uutiskirjeet
Tilaa TM-uutiskirje, niin pysyt ajan tasalla autoalan, teknologian ja tieteen uutisista!