פטריות רדיוטרופיות מצ'רנוביל – תקוות חדשות עבור מסעות לחלל

בשנת 1991, במהלך בדיקה שגרתית של כור מס' 4 בתחנת הכוח הגרעינית צ'רנוביל באמצעות רובוט, הפקחים הבחינו במרבץ שחור מוזר על גבי הקירות הפנימיים. דוגמאות של החומר השחור שנלקחו בעזרת הרובוט ונבדקו במעבדה הביאו לתגלית מדהימה! היה זה חומר ביולוגי המסוגל לשרוד בנוכחותה של קרינה מייננת. ליתר דיוק, מדובר היה בעובש מסוג Cladosporium sphaerospermum (תמונה 1).

תמונה 1 – צילום מיקרוסקופי של פטרייה קלאודוספוריום ספארוספרמום (Cladosporium spaerospermum) שנמצאה באחד מהכורים המושבתים של תחנת הכוח הגרעינית צ'רנוביל. הצילום מבליט את הצבע השחור על פני התא.

הצבע השחור על פני הפטרייה נבע מייצור משמעותי של מלנין, שהוא הפיגמנט האחראי להתכהות עור האדם עקב חשיפה לקרינת השמש. ההנחה הראשונית של החוקרים היתה שיתכן שהפטרייה "השתזפה" מאותה סיבה שהעור האנושי משתזף, היינו כאמצעי הגנה מפני קרינה מזיקה.

בשנת 2007, קבוצת חוקרים ממכללת אלברט איינשטיין לרפואה של ישיבה יוניברסיטי בניו יורק גילתה כי פטריות מסוימות מסוגלות לנצל כמקור אנרגיה למטבוליזם שלהן (חילוף חומרים) משהו אשר עבור מינים חיים אחרים הוא מזיק ביותר: קרינה מייננת.

נערכו ניסיונות גידול של שלושה מיני פטריות אשר מסוגלות לייצר מלנין בתנאים של קרינה מייננת: ונגיילה דרמטיטיס (Wangiella dermatitis), קריפטוקוקוס ניאופורמנס (Cryptococcus neoformans) (תמונה 2), ו-קלאודוספוריום ספארוספרמום מצ'רנוביל. עוצמת הקרינה היתה גדולה פי 500 מהקרינה המצויה ברקע הגידול הטבעי. התוצאות שהתקבלו הראו שלא זו בלבד שכל הזנים הנ"ל התגברו על הקרינה הקטלנית, אלא שהזנים מסוג ונגיילה דרמטיטיס, המייצר מלנין באופן טבעי, ו-קריפטוקוקוס ניאופורמנס, אשר באופן מלאכותי ניתן לגרום לו לייצר מלנין, גדלו יותר ובזמן קצר יותר בתנאי הניסוי לעומת הפטריות שגודלו בתנאי גידול רגילים.

תמונה 2 – צילום מיקרוסקופי של פטרייה קריפטוקוקוס ניאופורמנס המסוגל לייצר מלנין תחת קרני גמא.

יתר על כן, קריפטוקוקוס ניאופורמנס הראה תוצאות עוד יותר מעניינות: הקרינה המייננת מאיצה את צמיחת הפטרייה בתרבית נטולת כמויות משמעותיות של חומרים מזינים, משום שמדובר במיקרואורגניזם אשר מסוגל "לאכול" את הקרינה, היינו פטרייה רדיוטרופית.

המחקר הראה שבדומה לפיגמנט כלורופיל אשר מסוגל להמיר את אור השמש לאנרגיה כימית המאפשרת לצמחים לחיות ולהתפתח, מלנין מסוגל להשתמש בחלק אחר של הספקטרום האלקטרומגנטי, קרי קרינה מייננת, לטובת פטריות רדיוטרופיות.

בנוסף, בעשרים השנים האחרונות חוקרים ברחבי העולם עוקבים אחר מושבות פטריות ועובש המעידות על עלייה בכמות המלנין הנמצאות על החומה – המפוררת כיום כמעט לחלוטין –המקיפה את האסון הגדול ביותר בהיסטוריה של ניצול אנרגיה גרעינית לצרכים אזרחיים.

בשנת 2011, ביו-טכנולוגים במעבדת Savannah River National Laboratory בארה"ב פרסמו מחקר תחת הכותרת "פעולת הגומלין בין קרני גמא למלנין כדי לשנות את הפוטנציאל להפחתת החמצון יוצרת זרם חשמלי" (“Gamma radiation interacts with melanin to alter its oxidation-reduction potential and results in electric current production”), ובו הם מסבירים שהאינטראקציה בין קרני גמא לבין מלנין משנה את פוטנציאל התחדשות התחמוצת (oxide-regenerative potential), כאשר התוצאה הסופית היא ייצור חשמל ואנרגיה מטבולית. לכן, הפטריות שחיות סביב תחנת הכוח הגרעינית בצ'רנוביל פיתחו מוטציות גנטיות המאפשרות להן להשתמש באנרגיה של קרינה מייננת להישרדותן, אם כי עדיין איש אינו יודע בעזרת אילו תהליכים מולקולאריים זה נעשה.

אם מחקרים אחרים יאשרו אותן, מסקנות אלה עשויות להיות בעלות חשיבות רבה מאוד הן עבור המחקר הבסיסי והן עבור המחקר המעשי. בפרט משום ש-"זני-על" אלה של חיידקים עשויים לשנות לגמרי את תפיסתנו לגבי מסעות בחלל, ואף את ייתכנותם, שכן גילוי צורות חיים אשר "ניזונות מקרינה" עשוי לעורר ספקות לגבי מה שנחשבו לתנאים הבסיסיים של מציאות שבה חיים יכולים להתהוות, תנאים אשר עד עכשיו שללו באופן מוחלט את נוכחותה של קרינה מייננת.

לסיום, על פי חלק מהחוקרים, פטריות אלה יכולות לשמש גם לחידוש חומר אורגני כדי להאכיל אסטרונאוטים במשימות חלל ארוכות-טווח בשל יכולתן לצמוח ביעילות בסביבה חשופה לקרינה קוסמית.

  • יולי 11, 2019
Click Here to Leave a Comment Below 0 comments

Leave a Reply:

Open chat
Powered by