Kada je u svibnju 1997. ukrajinska mikrobiologinja Nelli Ždanova ušla u jednu od najradioaktivnijih lokacija na svijetu – napuštene ruševine reaktora u Černobilu – shvatila je da ondje nije sama. Na stropovima, zidovima i unutar metalnih kanala za električne vodove, nastanila se crna plijesan. U prostoru koji se nekada smatrao fatalnim za bilo kakav oblik života, gljive su se širile kroz betonske i metalne strukture, piše BBC.

U okolnim poljima i šumama, izostanak ljudi omogućio je povratak divljih životinja poput vukova i veprova. No unutar tzv. 'zone isključenja' i danas postoje žarišta ekstremnih razina radijacije, nastalih od materijala izbačenih iz reaktora prilikom eksplozije 1986. Istraživanja mikrobiologinje Ždanove pokazivala su nešto zapanjujuće: hife crne plijesni ponašale su se poput biljaka koje traže sunce, ali umjesto svjetlosti privlačilo ih je ionizirajuće zračenje.

Plijesan, sastavljena od više vrsta gljiva, nije samo okupirala prostor nakon povlačenja radnika. Ždanova je već ranije, u uzorcima tla oko Černobila, vidjela da gljive aktivno rastu prema radioaktivnim česticama u okolišu. Sada je otkrila da su stigle i do samog izvora, odnosno prostorija unutar uništenog reaktora.

Njezini terenski obilasci, uz sve rizike izlaganja radijaciji, preokrenuli su dotadašnje poimanje života na radioaktivnim lokacijama. Danas njezino otkriće otvara pitanje mogu li se gljive koristiti za čišćenje radioaktivnih područja, pa čak i kao zaštita od kozmičkog zračenja u svemirskim misijama.

Najgora nuklearna nesreća u povijesti

Jedanaest godina prije Ždanovine posjete, rutinsko testiranje sigurnosnih procedura u reaktoru broj četiri pretvorilo se u najveću nuklearnu nesreću u povijesti. Pogreške u dizajnu i rukovanju dovele su do masivne eksplozije i ispuštanja radioaktivnih izotopa. Radioaktivni jod prouzročio je većinu ranih smrti i kasnijih malignih bolesti.

Kako bi se spriječile dugoročne posljedice, formirana je isključenja od 30 kilometara. Ljudi su otišli, ali gljive nisu nestale.

U središtu ove priče nalazi se melanin, pigment koji u ljudima određuje boju kože, a kod gljiva iz Černobila ispunjava stanične stijenke, dajući im karakterističnu crnu boju. Melanin, koji također štiti kožu od UV zračenja, ovdje je, smatra Ždanova, funkcionirao kao štit od ionizirajućeg zračenja.

Slične prilagodbe uočene su i kod životinja: žabe iz černobilske zone postupno su tamnile te postale otpornije na radijaciju. Za razliku od oklopa, melanin ne odbija zračenje nego ga apsorbira i raspršuje energiju. Ujedno djeluje kao antioksidans, neutralizirajući reaktivne molekule nastale pod utjecajem radijacije.

Teorija gljiva koje se hrane zračenjem

Godine 2007. nuklearna znanstvenica Ekaterina Dadachova otkrila je da gljive s visokim udjelom melanina iz Černobila ne samo da rastu prema izvoru radijacije nego brže rastu kada su izložene zračenju. Uz radioaktivni kemijski element cezij rasle su 10 posto brže nego u kontrolnim uvjetima. Tim je zaključio da gljive možda koriste energiju zračenja za metabolizam. Dadachova je taj proces nazvala radiosinteza, kao analogiju fotosintezi, ali uz milijun puta jaču energiju.

Mehanizam još nije razjašnjen, no znanstvenici polako identificiraju moguće metaboličke putove i proteine uključene u interakciju melanina i ionizirajućeg zračenja. No čini se da to nije univerzalna osobina: samo dio gljiva bogatih melaninom pokazuje radiotropizam, odnosno sklonost rastu prema izvoru ionizirajućeg zračenja.

Godine 2018. uzorci gljive Cladosporium sphaerospermum poslani su na Međunarodnu svemirsku stanicu (ISS). To je ista vrsta koju je Ždanova pronašla u Černobilu. Rezultati su bili intrigantni: uzorci izloženi kozmičkom zračenju rasli su 1,21 puta brže od kontrolnih uzoraka na Zemlji. Iako još nije jasno raste li gljiva zbog zračenja ili mikrogravitacije, jedno je sigurno - odlično blokira zračenje.

Ispod tanjurića s gljivom postavljen je detektor, a razina zračenja koja prolazi kroz labavi sloj biomase bila je manja nego kroz kontrolni uzorak. Čak i djelomično uzgojena kolonija pokazala je mjerljiv zaštitni učinak. Melanin možda nije jedini razlog - voda, također bogata protonima, jedna je od najboljih zaštita od svemirskih protona - no svojstva gljiva otvaraju potpuno novi pristup radijacijskoj zaštiti.

Od černobilske ruševine do lunarne kolonije

Kako traju pripreme za buduće misije na Mjesec i Mars, pitanje zaštite od kozmičkog zračenja jedno je od ključnih izazova. Materijali poput vode, polietilena, metala ili stakla preteški su za lansiranje u količinama potrebnima za zaštitu baza.

NASA-ina astrobiologinja Lynn Rothschild zato razvija takozvanu 'myco-architecture' – gljivične strukture, namještaj i zidove koji se mogu uzgojiti na licu mjesta. Time bi se smanjili troškovi lansiranja, a gljive bi istodobno mogle služiti i kao zaštitni sloj protiv zračenja.

Ako se teorije potvrde, crna plijesan koja je kolonizirala napušteni svijet Černobila jednog bi dana mogla štititi prve ljude na drugim planetima.