موجودی عجیب که خوراکش رادیواکتیو است!
به گزارش بست روید، در قلب ویرانه های چرنوبیل، جایی که پرتوهای رادیواکتیو هنوز بعد از دهه ها وجود دارد، نوعی زندگی عجیب درحال رشد است.
به گزارش بست روید به نقل از خبر آنلاین، به نقل از یک پزشک، دیوارهای زنگ زده رآکتور شماره چهار که روزی منشأ بزرگ ترین فاجعه هسته ای جهان بودند، حالا میزبان موجوداتی اند که گویی با مرگ سازش کرده اند. در بین آنها، قارچی سیاه رنگ به نام Cladosporium sphaerospermum به طرزی باورنکردنی رشد می کند.
این موجود نه تنها از پرتوهای رادیواکتیو نمی گریزد، بلکه در محیط های با بالاترین میزان پرتو، بهتر زنده می ماند. رنگ تیره آن به خاطر وجود ملانین (Melanin) است؛ همان ماده ای که در پوست انسان نقش محافظتی در مقابل نور دارد. اما در این قارچ، ملانین شاید کارکردی فراتر یافته باشد.
دانشمندان احتمال می دهند این قارچ بتواند انرژی پرتوهای رادیواکتیو را به گونه ای زیستی جذب و استفاده نماید، همان گونه که گیاهان از نور برای فتوسنتز (Photosynthesis) بهره می گیرند.
فرایندی که به آن «رادیوسنتز» (Radiosynthesis) می گویند، هنوز اثبات نشده اما نشانه هایش تعجب آور است. اگر این فرضیه درست باشد، چرنوبیل نه تنها نماد ویرانی بلکه شاهد تولد نوعی جدید از زیست انرژی است.
بعد از انفجار نیروگاه هسته ای چرنوبیل در سال ۱۹۸۶، شعاعی چند ده کیلومتری اطراف رآکتور با پرتوهای رادیواکتیو آلوده شد. این منطقه به «منطقهٔ ممنوعه» تبدیل شد و زندگی انسانی برای همیشه از آن رخت بربست. اما در غیاب انسان، طبیعت راه خودرا باز یافت و اشکال تازه ای از حیات کم کم بازگشتند.
در اواخر دههٔ ۱۹۹۰، گروهی از محققان اوکراینی به سرپرستی نِلی ژدانُوآ (Nelli Zhdanova) از آکادمی علوم ملی اوکراین، به دل این ناحیه رفتند تا ببینند آیا در پناهگاه بتنی پیرامون رآکتور، هنوز اثری از حیات وجود دارد یا نه. یافته شان باورنکردنی بود: جامعه ای از قارچ ها روی دیوارهای آلوده به پرتو رشد کرده بودند. آنان ۳۷ گونه شناسایی نمودند که بیشترشان رنگ تیره یا سیاه داشتند و سرشار از ملانین بودند.
در بین آنها، گونه ای به نام Cladosporium sphaerospermum بر همه غلبه داشت. این قارچ در معرض پرتوهای رادیواکتیو شدید زنده می ماند و حتی در آن شرایط رشد بیشتری نشان می داد. برای دانشمندان، چنین سازگاری حدودا غیر ممکن به نظر می رسید؛ چونکه پرتوهای رادیواکتیو معمولا مولکول ها را متلاشی می کند، واکنش های زیستی را مختل می سازد و رشته های DNA را از هم می گسلد.
اما این قارچ، برعکس همهٔ انتظارها، نه تنها از پرتو صدمه نمی دید، بلکه به نظر می رسید از آن تغذیه می کند. در جایی که پرتو برای انسان حکم مرگ دارد، این موجود کوچک آنرا به سوخت زندگی بدل کرده بود. چرنوبیل، سرزمینی که قرار بود بی جان بماند، به آزمایشگاهی طبیعی برای باز تعریف معنای «بقا» تبدیل شد.
رنگ دانه ای که شاید انرژی را می بلعد اولین چیزی که در بررسی های میکروسکوپی توجه دانشمندان را جلب کرد، رنگ سیاهِ غیرعادی قارچ بود. این رنگ از غلظت بالای ملانین ناشی می شد، همان ترکیبی که در پوست انسان سپر طبیعی در مقابل نور فرابنفش (Ultraviolet Radiation) شمرده می شود. اما در چرنوبیل، نقش ملانین فراتر از محافظت ساده بود.
تحقیقات نشان داد وقتی این قارچ در معرض پرتوهای رادیواکتیو قرار می گیرد، ساختار الکترونی ملانین تغییر می کند و احیانا توانایی جذب و انتقال انرژی را پیدا می کند. این فرضیه سبب شد دانشمندان اصطلاح «رادیوسنتز» را پیشنهاد کنند: فرایندی که در آن، موجود زنده انرژی پرتو را به انرژی زیستی تبدیل میکند، مشابه فتوسنتز در گیاهان.
با این وجود، هنوز هیچ مدرک قطعی برای اثبات کامل این سازوکار وجود ندارد. ولی آن چه مسلم است، اینکه ملانین در قارچ چرنوبیل دو کارکرد حیاتی دارد: از یک سو سپر دفاعی در مقابل پرتوهای رادیواکتیو است، و از طرفی شاید همان پرتوها را به نیرویی مفید تبدیل کند. این ترکیبِ هم زمانِ حفاظت و بهره گیری، راز بقای این موجود در محیطی مرگ بار است.
در دههٔ ۲۰۰۰، دو پژوهشگر به نامهای اَکاترینا داداچووا (Ekaterina Dadachova) و آرتورو کاسادِوال (Arturo Casadevall) از کالج پزشکی آلبرت آینشتاین در نیویورک، بررسی تازه ای را شروع کردند. آنان نمونه هایی از C. sphaerospermum را در معرض پرتوهای یون ساز (Ionizing Radiation) قرار دادند و با شگفتی دیدند که قارچ نه تنها صدمه نمی بیند بلکه سرعت رشدش بیشتر می شود.
آزمایش ها نشان داد پرتوهای رادیواکتیو سبب فعال شدن ساختارهای الکترونی در ملانین می شوند و این فعالیت، به صورتی انتقال انرژی زیستی در سلول می انجامد. محققان گمان بردند که ملانین در این حالت، عملکردی شبیه کلروفیل (Chlorophyll) دارد؛ یعنی انرژی محیطی را جذب و به صورت متابولیکی (Metabolic) قابل استفاده درمی آورد.
گرچه هنوز اثبات نشده که این قارچ قادر به تثبیت کربن (Carbon Fixation) مانند گیاهان است، اما شواهد نشان میدهد که پرتو برای آن نه تهدید، بلکه نوعی عامل رشد است. این مورد در زیست فیزیک، چرخشی بنیادین در مفهوم «پرتودهی» به حساب می آید: از نابودکنندهٔ حیات به محرک حیات.
در سال ۲۰۲۲ گروهی از دانشمندان تصمیم گرفتند این قارچ مرموز را از چرنوبیل بیرون ببرند و در جایی بطورکامل متفاوت بیازمایند: در ایستگاه فضایی بین المللی (ISS). هدفشان بررسی توانایی این قارچ در مقابل پرتوهای کیهانی بود، پرتوهایی که حتی از پرتوهای رادیواکتیو زمین هم پرانرژی ترند.
آنها نمونه هایی از Cladosporium sphaerospermum را روی سطح بیرونی ایستگاه نصب کردند تا مستقیماً در معرض پرتوهای کیهانی قرار گیرند. حسگرهایی در زیر ظروف آزمایش نشان دادند که میزان پرتوهایی که از لایهٔ قارچ عبور می کند، کمتر از میزان عبور در محیط کنترل بدون قارچ است. این یعنی قارچ قسمتی از پرتو را جذب کرده و به صورتی سپر طبیعی در مقابل پرتو عمل کرده است.
هدف اصلی این تحقیق بررسی رادیوسنتز نبود، بلکه آزمودن توانایی قارچ در پایین آوردن نفوذ پرتوها برای کاربردهای فضایی بود. با این وجود، یافته ها این فرضیه را تقویت کرد که ملانین درون قارچ نه تنها سپر محافظ بلکه ساختاری فعال برای مدیریت انرژی پرتوهای رادیواکتیو است. اگر چنین سازوکاری به درستی درک شود، شاید روزی بتوان از این قارچ برای محافظت فضانوردان در سفرهای طولانی فضایی بهره برد.
آیا قارچ واقعا از پرتوهای رادیواکتیو تغذیه می کند؟ پرسشی که هنوز بی پاسخ مانده این است: آیا قارچ چرنوبیل واقعا انرژی پرتو را به سوخت زیستی تبدیل می کند؟ پژوهش های انجام شده هنوز موفق به اثبات مستقیم این مورد نشده اند. دانشمندان نتوانسته اند پروسه تثبیت کربن (Carbon Fixation) یا تولید مولکول های پرانرژی بوسیله پرتو را نشان دهند.
آن چه تا حالا روشن شده، تنها تغییر در رفتار ملانین در معرض پرتوهای رادیواکتیو است؛ تغییری که امکان دارد بازتابی از نوعی استفادهٔ غیرمستقیم از انرژی پرتو باشد. برخی محققان، همچون نیلز آوِرِش (Nils Averesch) از دانشگاه استنفورد، اعتقاد دارند که پدیدهٔ رادیوسِنتز هنوز فرضیه ای هیجان انگیز اما اثبات نشده است.
بااین حال، صرفِ توانایی این قارچ در رشد بهتر در محیط های رادیواکتیو، نشان میدهد که حیات می تواند راه هایی پیش بینی ناپذیر برای بقا بیابد. شاید این پروسه چیزی میان جذب انرژی و واکنش حفاظتی باشد؛ سازوکاری که نه برای تغذیه بلکه برای بازآرایی شیمیایی جهت تحمل فشار پرتو تکامل یافته است.
Cladosporium sphaerospermum تنها قارچ مقاوم در مقابل پرتو نیست. گونه های دیگری هم رفتار مشابهی نشان داده اند. برای مثال، مخمر سیاه Wangiella dermatitidis در معرض پرتوهای رادیواکتیو رشد بیشتری از خود نشان میدهد. در مقابل، گونه ای دیگر به نام Cladosporium cladosporioides تنها تولید ملانین را زیاد می کند اما رشد چندانی نمی کند.
این تفاوت ها نشان میدهد که واکنش قارچ ها به پرتوهای رادیواکتیو یکسان نیست و شاید به محیط، تاریخچهٔ ژنتیکی و سطح پرتو بستگی دارد. باآنکه همهٔ این قارچ ها «ملانینه» هستند، ولی مسیرهای متابولیک آنها یکسان عمل نمی نماید. این تنوع رفتاری خود نشانه ای است از این که تکامل، حتی در بین موجودات مشابه، پاسخ های متفاوتی به فشار محیطی می آفریند.
از دیدگاه علمی، این تفاوت ها پرسش تازه ای مطرح می کند: آیا این سازگاری ها گامی تصادفی اند یا مرحله ای از تکامل به طرف گونه هایی که می توانند انرژی پرتو را به منبع زیستی پایدار تبدیل کنند؟ هنوز پاسخی قطعی در دست نیست.
این قارچ کوچک، در ظاهر خاموش و بی ادعا، استعاره ای است از سرسختی حیات. در جایی که پرتوهای رادیواکتیو برای انسان مرگ آورند، او زندگی را از نو می سازد.
بطور خلاصه اما در غیاب انسان، طبیعت راه خودرا باز یافت و اشکال جدیدی از حیات کم کم بازگشتند. با وجود این، هنوز هیچ مدرک قطعی برای اثبات کامل این سازوکار وجود ندارد. حسگرهایی در زیر ظروف آزمایش نشان دادند که میزان پرتوهایی که از لایهٔ قارچ عبور می کند، کمتر از میزان عبور در محیط کنترل بدون قارچ است.
منبع: بست روید
این مطلب بست روید چطور بود؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات کاربران در مورد این مطلب بست روید
لطفا شما هم در مورد این مطلب نظر دهید