Myku i gjetur në vendin e katastrofës bërthamore të Çernobilit duket se ushqehet nga rrezatimi. A mund ta përdorim atë për të mbrojtur udhëtarët e hapësirës nga rrezet kozmike?
Në maj të vitit 1997, Nelli Zhdanova hyri në një nga vendet më radioaktive në Tokë – rrënojat e braktisura të centralit bërthamor të shpërthyer të Çernobilit – dhe pa se nuk ishte vetëm.
Përgjatë tavanit, mureve dhe brenda tubacioneve metalike që mbrojnë kabllot elektrike, myku i zi ishte përhapur në një vend që dikur mendohej se ishte i dëmshëm për jetën.
Në fushat dhe pyjet jashtë, ujqërit dhe derrat e egër ishin rikthyer në mungesë të njerëzve. Por edhe sot ka pika të nxehta ku mund të gjenden nivele marramendëse rrezatimi për shkak të materialit të hedhur nga reaktori kur shpërtheu.
Ashtu si bimët që kërkojnë rrezet e diellit, hulumtimi i Zhdanovës tregoi se hifet kërpudhore të mykut të zi dukeshin të tërhequra nga rrezatimi jonizues.
Myku – i formuar nga një numër kërpudhash të ndryshme – dukej se po bënte diçka të jashtëzakonshme. Nuk ishte zhvendosur vetëm sepse punëtorët në uzinë ishin larguar. Në vend të kësaj, Zhdanova kishte zbuluar në studimet e mëparshme të tokës përreth Çernobilit se kërpudhat në fakt po rriteshin drejt grimcave radioaktive që ishin të mbushura me njerëz në zonë. Tani, ajo zbuloi se ato kishin arritur në burimin origjinal të rrezatimit, dhomat brenda ndërtesës së reaktorit të shpërthyer.
Me çdo studim që e çon atë afër rrezatimit të dëmshëm, puna e Zhdanovës ka përmbysur gjithashtu idetë tona se si rrezatimi ndikon në jetën në Tokë. Tani zbulimi i saj ofron shpresë për pastrimin e vendeve radioaktive dhe madje ofron mënyra për të mbrojtur astronautët nga rrezatimi i dëmshëm ndërsa udhëtojnë në hapësirë.
Njëmbëdhjetë vjet para vizitës së Zhdanovës, një test rutinë sigurie i reaktorit katër në Centralin Bërthamor të Çernobilit ishte shndërruar shpejt në aksidentin më të keq bërthamor në botë . Një sërë gabimesh si në projektimin e reaktorit ashtu edhe në funksionimin e tij çuan në një shpërthim të madh në orët e para të 26 prillit 1986. Rezultati ishte një çlirim i vetëm masiv i radionuklideve. Jodi radioaktiv ishte një shkak kryesor i vdekjes në ditët dhe javët e para, dhe, më vonë, i kancerit.
Në një përpjekje për të zvogëluar rrezikun e helmimit nga rrezatimi dhe ndërlikimeve shëndetësore afatgjata, u krijua një zonë përjashtimi prej 30 km (19 milje) – e njohur edhe si “zona e alienimit” – për t’i mbajtur njerëzit në distancë nga mbetjet më të këqija radioaktive të reaktorit katër.
Por, ndërsa njerëzit mbaheshin larg, myku i zi i Zhdanovës e kishte kolonizuar ngadalë zonën.
Ashtu si bimët që synojnë rrezet e diellit, hulumtimi i Zhdanovës tregoi se hifet kërpudhore të mykut të zi dukeshin të tërhequra nga rrezatimi jonizues. Por “radiotropizmi”, siç e quajti Zhdanova, ishte një paradoks: rrezatimi jonizues është përgjithësisht shumë më i fuqishëm se rrezet e diellit, një breshëri grimcash radioaktive që copëtojnë ADN-në dhe proteinat si plumbat që shpojnë mishin. Dëmi që shkakton mund të shkaktojë mutacione të dëmshme, të shkatërrojë qelizat dhe të vrasë organizmat.
Së bashku me kërpudhat në dukje radiotropike, studimet e Zhdanovës gjetën 36 lloje të tjera kërpudhash të zakonshme, por të lidhura larg, që rriteshin rreth Çernobilit. Gjatë dy dekadave të ardhshme, puna e saj pioniere mbi kërpudhat radiotropike që ajo identifikoi do të shtrihej shumë larg Ukrainës. Kjo do të shtonte njohuritë për një themel potencialisht të ri të jetës në Tokë – një themel që lulëzon me rrezatim në vend të dritës së diellit. Dhe kjo do t’i shtynte shkencëtarët në NASA të merrnin në konsideratë rrethimin e astronautëve të tyre në mure kërpudhash për një formë të qëndrueshme mbështetjeje për jetën.
Në qendër të kësaj historie është një pigment që gjendet gjerësisht në jetën në Tokë: melanina. Kjo molekulë, e cila mund të variojë nga e zeza në kafe të kuqërremtë, është ajo që çon në ngjyra të ndryshme të lëkurës dhe flokëve tek njerëzit. Por është gjithashtu arsyeja pse llojet e ndryshme të mykut që rriteshin në Çernobil ishin të zeza. Muret e tyre qelizore ishin të mbushura me melaninë.
Ashtu si lëkura më e errët mbron qelizat tona nga rrezatimi ultravjollcë (UV), Zhdanova dyshonte se melanina e këtyre kërpudhave vepronte si një mburojë kundër rrezatimit jonizues.
Ashtu si ato mykë të zinj kolonizuan një botë të braktisur në Çernobil, ndoshta një ditë ato mund të mbrojnë hapat tanë të parë në botë të reja diku tjetër në Sistemin Diellor.
Nuk ishin vetëm kërpudhat që po shfrytëzonin vetitë mbrojtëse të melaninës. Në pellgjet përreth Çernobilit, bretkosat me përqendrime më të larta të melaninës në qelizat e tyre, dhe për këtë arsye me ngjyrë më të errët, ishin më të afta të mbijetonin dhe të riprodhoheshin , duke e kthyer ngadalë popullsinë lokale që jetonte atje në të zezë.
Në luftë, një mburojë mund ta mbrojë një ushtar nga një shigjetë duke e devijuar predhën larg trupit të tij. Por melanina nuk funksionon kështu. Nuk është një sipërfaqe e fortë ose e lëmuar. Rrezatimi – qoftë UV apo grimca radioaktive – gëlltitet nga struktura e tij e çrregullt , energjia e tij shpërndahet në vend që të devijohet . Melanina është gjithashtu një antioksidant , një molekulë që mund të shndërrojë jonet reaktive që prodhon rrezatimi në materien biologjike dhe t’i kthejë ato në një gjendje të qëndrueshme.
Në vitin 2007, Ekaterina Dadachova, një shkencëtare bërthamore në Kolegjin e Mjekësisë Albert Ajnshtajn në Nju Jork, shtoi punën e Zhdanovës mbi kërpudhat e Çernobilit, duke zbuluar se rritja e tyre nuk ishte vetëm e drejtuar (radiotropike), por në fakt rritej në prani të rrezatimit. Kërpudhat e melanizuara, njësoj si ato brenda reaktorit të Çernobilit, u rritën 10% më shpejt në prani të Ceziumit radioaktiv krahasuar me të njëjtat kërpudha të kultivuara pa rrezatim, zbuloi ajo. Dadachova dhe ekipi i saj zbuluan gjithashtu se kërpudhat e melanizuara që u rrezatuan dukeshin se po përdornin energjinë për të ndihmuar në nxitjen e metabolizmit të saj. Me fjalë të tjera, ato po e përdornin atë për t’u rritur.
Zhdanova kishte sugjeruar që këto kërpudha mund të shfrytëzonin energjinë nga rrezatimi, dhe tani hulumtimi i Dadachova-s dukej se po ndërtohej mbi këtë. Këto kërpudha nuk po rriteshin vetëm drejt rrezatimit për ngrohtësi ose ndonjë reagimi të panjohur midis rrezatimit dhe mjedisit përreth, siç kishte sugjeruar Zhdanova. Dadachova besonte se kërpudhat po ushqeheshin në mënyrë aktive me energjinë e rrezatimit. Ajo e quajti këtë proces ” radiosintezë “. Dhe melanina ishte qendrore në teori.
“Energjia e rrezatimit jonizues është rreth një milion herë më e lartë se energjia e dritës së bardhë, e cila përdoret në fotosintezë”, thotë Dadachova. “Pra, ju nevojitet një transduktor energjie mjaft i fuqishëm, dhe kjo është ajo që ne mendojmë se melanina është e aftë të bëjë – të transducojë [ rrezatim jonizues ] në nivele të përdorshme energjie.”
Radiosinteza është ende vetëm një teori, pasi mund të provohet vetëm nëse zbulohet mekanizmi i saktë midis melaninës dhe metabolizmit. Shkencëtarët do të duhet të gjejnë receptorin e saktë – ose një cep të veçantë në strukturën e ndërlikuar të melaninës – që është i përfshirë në shndërrimin e rrezatimit në energji për rritje.
Në vitet e fundit, Dadachova dhe kolegët e saj kanë filluar të identifikojnë disa nga rrugët dhe proteinat që mund të qëndrojnë në themel të rritjes së kërpudhave me anë të rrezatimit jonizues.
Jo të gjitha kërpudhat e melanizuara tregojnë një tendencë për radiotropizëm dhe rritje pozitive në prani të rrezatimit. Një studim i vitit 2006 nga Zhdanova dhe kolegët e saj, për shembull, zbuloi se vetëm nëntë nga 47 speciet e kërpudhave të melanizuara që ata mblodhën në Çernobil u rritën drejt një burimi të ceziumit radioaktiv (cezium-137).
Në mënyrë të ngjashme, në vitin 2022, shkencëtarët në Laboratorët Kombëtarë Sandia në New Mexico nuk gjetën ndonjë ndryshim në rritje kur dy lloje kërpudhash (njëra e melanizuar, tjetra jo) u ekspozuan ndaj rrezatimit UV dhe ceziumit-137.
Por po atë vit, e njëjta tendencë për rritjen e kërpudhave kur ekspozoheshin ndaj rrezatimit u gjet përsëri – në hapësirë .
Ndryshe nga zbërthimi radioaktiv i gjetur në Çernobil, i ashtuquajturi rrezatim kozmik galaktik është një stuhi e padukshme protonesh të ngarkuara, secili prej të cilëve udhëton me shpejtësinë e dritës nëpër Univers. Me origjinë nga yjet që shpërthejnë jashtë sistemit tonë diellor, ai madje kalon edhe nëpër plumb pa shumë probleme . Në Tokë, atmosfera jonë na mbron kryesisht prej tij, por për astronautët që udhëtojnë në hapësirë të thellë është quajtur ” rreziku më i madh ” për shëndetin e tyre .
Por edhe rrezatimi kozmik galaktik nuk ishte problem për mostrat e Cladosporium sphaerospermum , i njëjti lloj që Zhdanova gjeti duke u rritur në të gjithë Çernobilin, sipas një studimi që i dërgoi këto kërpudha në Stacionin Ndërkombëtar Hapësinor në dhjetor 2018.
“Ajo që treguam është se rritet më mirë në hapësirë”, thotë Nils Averesch, një biokimist që punon në Universitetin e Floridës dhe bashkautor i studimit.
Krahasuar me mostrat e kontrollit në Tokë, studiuesit zbuluan se kërpudhat që u përballën me rrezatimin kozmik galaktik për 26 ditë u rritën mesatarisht 1.21 herë më shpejt.
Megjithatë, Averesch është ende i pabindur se kjo ndodh për shkak se C. sphaerospermum po shfrytëzonte rrezatimin në hapësirë. Nivelet e rritura të rritjes mund të kenë qenë gjithashtu rezultat i gravitetit zero, thotë ai, një faktor tjetër që kërpudhat në Tokë nuk e përjetuan. “Averesch tani po kryen eksperimente duke përdorur një makinë pozicionimi të rastësishëm që simulon gravitetin zero këtu në Tokë për të analizuar këto dy mundësi.”
Por Averesch dhe kolegët e tij testuan gjithashtu potencialin mbrojtës të melaninës në C. sphaerospermum duke vendosur një sensor poshtë një mostre të kërpudhave në Stacionin Ndërkombëtar Hapësinor. Krahasuar me mostrat pa kërpudha, sasia e rrezatimit të bllokuar u rrit ndërsa kërpudhat rriteshin, dhe madje edhe një njollë myku në një enë Petri dukej të ishte një mburojë efektive.
“Duke marrë parasysh shtresën relativisht të hollë të biomasës, kjo mund të tregojë një aftësi të thellë të C. sphaerospermum për të thithur rrezatimin hapësinor në spektrin e matur”, shkruan studiuesit .
Averesch thotë se është ende e mundur që përfitimet e dukshme radiombrojtëse të kërpudhave janë për shkak të përbërësve të jetës biologjike përveç melaninës. Uji, për shembull, një molekulë me një numër të lartë protonesh në strukturën e saj (tetë në oksigjen dhe një në secilin hidrogjen), është një nga mënyrat më të mira për t’u mbrojtur nga protonet që fluturojnë nëpër hapësirë, një ekuivalent astrobiologjik i luftimit të zjarrit me zjarr.
Më shumë si kjo:
• Bilanci i vërtetë i katastrofës së Çernobilit
• Si bimët e rikuperuan tokën e helmuar të Çernobilit
• Rojet që kujdesen për qentë e braktisur të Çernobilit
Megjithatë, gjetjet kanë hapur perspektiva interesante për zgjidhjen e një problemi të jetesës në hapësirë. Si Kina ashtu edhe SHBA-ja planifikojnë të kenë një bazë në Hënë në dekadat e ardhshme, ndërsa SpaceX me bazë në Teksas synon që misioni i saj i parë në Mars të niset deri në fund të vitit 2026 dhe të zbarkojë njerëz atje tre deri në pesë vjet më vonë. Çdo person që jeton në këto baza do të duhet të mbrohet nga rrezatimi kozmik . Por përdorimi i ujit ose plastikës polietileni si një mbulesë mbrojtëse nga rrezatimi për këto baza mund të jetë shumë i rëndë për ngritje.
Metali dhe qelqi paraqesin një problem të ngjashëm. Lynn J Rothschild, një astrobiologe në Qendrën Kërkimore Ames të NASA-s, e ka krahasuar transportimin e këtyre materialeve në hapësirë për të ndërtuar baza hapësinore me një breshkë që mban guaskën e saj kudo që shkon. “[Është] një plan i besueshëm, por me kosto të mëdha energjie”, tha ajo në një njoftim të NAS-së për vitin 2020 .
Hulumtimi i saj ka çuar në krijimin e mobiljeve dhe mureve me bazë kërpudhore që mund të kultivohen në Hënë ose Mars. Jo vetëm që një “miko-arkitekturë” e tillë do të ulte koston e ngritjes, por – nëse gjetjet nga Dadachova dhe Averesch dalin të sakta – ajo mund të përdoret gjithashtu për të formuar një mburojë rrezatimi, një barrierë vetë-rigjeneruese midis njerëzve që udhëtojnë në hapësirë dhe stuhisë së rrezatimit kozmik galaktik jashtë.