Hongos de Chernobyl: vida anómala bajo radiación

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Última modificación: 2023-12-16 16:02

La vida es capaz de controlar incluso la radiación mortal y utilizar su energía en beneficio de nuevas criaturas.

Contrariamente a muchas expectativas, el desastre de Chernobyl no convirtió los bosques circundantes en un desierto nuclear muerto. Cada nube tiene un rayo de luz, y después del establecimiento de la zona de exclusión, la presión antropogénica sobre la naturaleza local se redujo drásticamente. Incluso en las áreas más dañadas, la vida vegetal se recuperó rápidamente, los jabalíes, osos y lobos regresaron al valle de Pripyat. La naturaleza cobra vida como un fabuloso Fénix, pero el dominio invisible y sofocante de la radiación se siente en todas partes.

“Caminábamos por el bosque, el cielo estaba pintado con una magnífica puesta de sol”, dice el microbiólogo estadounidense Christopher Robinson, quien trabajó aquí en 2018. - En un amplio claro nos encontramos con caballos, unos cuarenta. Y todos tenían los ojos amarillos que apenas podían distinguir entre los que pasamos . De hecho, los animales sufren de cataratas en masa: la visión es especialmente sensible a la radiación y la ceguera es un resultado común de una larga vida en la zona de exclusión. Los trastornos del desarrollo son comunes en los animales locales y, a menudo, se presenta cáncer. Y aún más desastroso estar cerca del antiguo epicentro del accidente.

El cuarto bloque, que explotó en 1986, fue cubierto por un sarcófago protector unos meses después, donde se recogieron otros escombros radiactivos del sitio. Pero ya en 1991, cuando la microbióloga Nelly Zhdanova y sus colegas examinaron estos restos utilizando manipuladores controlados a distancia, la vida también apareció aquí. Se descubrió que los escombros mortales estaban habitados por prósperas comunidades de hongos negros.

Durante los años siguientes, se identificaron entre ellos representantes de alrededor de un centenar de géneros. Algunos de ellos no solo resisten el nivel mortal de radiación, sino que incluso ellos mismos se sienten atraídos por él, como las plantas a la luz.

Supervivencia

La radiación de alta energía es peligrosa para todos los seres vivos. Daña fácilmente el ADN, provocando mutaciones y errores en el código. Las partículas pesadas son capaces de romper compuestos químicos como balas de cañón, dando lugar a la aparición de radicales activos, que interactúan inmediatamente con el primer vecino que encuentran. Un bombardeo suficientemente intenso puede provocar radiólisis de moléculas de agua y toda una lluvia de reacciones aleatorias que matan a la célula. A pesar de esto, algunas criaturas muestran una resistencia asombrosa a tales influencias.

Los organismos unicelulares tienen una estructura relativamente simple, y no es tan fácil interrumpir su metabolismo por los radicales libres, y las poderosas herramientas de reparación de proteínas reparan rápidamente el ADN dañado. Como resultado, los hongos son capaces de absorber hasta 17,000 Gray de energía de radiación, muchos órdenes de magnitud más que la cantidad segura para los humanos. Además, algunos de ellos disfrutan literalmente de tal "lluvia" radiactiva.

El famoso Cañón de la Evolución cerca del Monte Carmelo en Israel está orientado con una pendiente hacia Europa y la otra hacia África. La diferencia entre su iluminación alcanza el 800%, y la vertiente "africana" irradiada por el sol está habitada por hongos que crecen mejor en presencia de radiación. Como los que se encuentran en Chernobyl, aparecen negros debido a la gran cantidad de melanina. Este pigmento es capaz de interceptar partículas de alta energía y disipar su energía, evitando que las células se dañen.

Al disolver una célula fúngica de este tipo, bajo un microscopio, se puede ver su "fantasma": una silueta negra de melanina, que se acumula en capas concéntricas en la pared celular. Los hongos del lado "africano" del cañón contienen tres veces más que los habitantes de la vertiente "europea". También son ricos en muchos microbios que viven en las tierras altas, que en condiciones naturales reciben hasta 500-1000 Gray por año. Pero incluso una cantidad tan decente de radiación absorbida por los hongos no es nada. Es poco probable que toda esta melanina se produzca solo para protección.

Prosperidad

Incluso Nelly Zhdanova en 1991 demostró que los hongos recolectados cerca de la planta de energía nuclear de Chernobyl llegan a la fuente de radiación y crecen mejor en su presencia. En 2007, estos resultados fueron desarrollados por los biólogos Arturo Casadevala y Ekaterina Dadachova que trabajan en Estados Unidos. Los científicos han demostrado que bajo la influencia de radiación cientos de veces más alta que el fondo natural, los hongos melanizados negros (Cladosporium sphaerospermum, Wangiella dermatitidis y Cryptococcus neoformans) asimilan el carbono del medio nutritivo tres veces más intensamente. Al mismo tiempo, los hongos albinos mutantes, incapaces de producir melanina, toleraron la radiación fácilmente, pero crecieron al ritmo habitual.

Vale la pena decir que la melanina puede estar presente en las células en configuraciones químicas ligeramente diferentes. Su forma principal en humanos es la eumelanina, protege la piel de la radiación ultravioleta y le da un color marrón negruzco. El color rojo de los labios y los pezones está determinado por la presencia de feomelanina. Y es la feomelanina la que producen las células fúngicas bajo la influencia de la radiación, aunque en tales cantidades ya se ve completamente negra.

La transición de eu- a feomelanina va acompañada de un aumento en la transferencia de electrones del NADP al ferricianuro; este es uno de los primeros pasos en la biosíntesis de glucosa. No es de extrañar que, según algunos supuestos, dichos hongos sean capaces de realizar reacciones similares a la fotosíntesis, pero en lugar de luz utilicen la energía de la radiación radiactiva. Esta capacidad les permite sobrevivir y prosperar donde mueren organismos más complejos y quisquillosos.

En los depósitos del Período Cretácico Inferior se encuentran grandes cantidades de esporas de hongos altamente melanizados. En esa época, muchos animales y plantas se extinguieron: “Este período coincide con la transición a través del“cero magnético”y la pérdida temporal del“escudo geomagnético”que protege a la Tierra de la radiación”, escribe Ekaterina Dadachova. Los hongos radiotróficos no pudieron evitar aprovechar esta situación. Tarde o temprano, también usaremos esto.

Apéndice

El uso de melanina para utilizar la energía de la radiación sigue siendo solo una hipótesis. Sin embargo, la investigación continúa, ya que el radiotrofo no es algo exótico. En condiciones de falta de recursos y radiación suficiente, algunos hongos comunes pueden mejorar la síntesis de melanina y exhibir la capacidad de "alimentarse de la radiación". Por ejemplo, las mencionadas C. sphaerospermum y W. dermatitidis son organismos del suelo muy extendidos, y C. neoformans a veces infectan a los seres humanos y provocan criptococosis infecciosa.

Dichos hongos crecen con bastante facilidad en condiciones de laboratorio, son fáciles de manipular. Y debido a su capacidad para poblar áreas con alta contaminación, pueden convertirse en una herramienta conveniente para la eliminación de desechos radiactivos. Hoy en día, esa basura, por ejemplo, los overoles viejos, generalmente se prensa y se enrolla para su almacenamiento hasta que los núclidos inestables se agotan naturalmente. Es posible que los hongos que pueden sobrevivir con radiación de alta energía aceleren este proceso en ocasiones.

En 2016, los hongos melanizados recolectados cerca de la planta de energía nuclear de Chernobyl se enviaron al espacio. Incluso teniendo en cuenta todo el blindaje, los niveles de radiación habituales en la ISS son de 50 a 80 veces más altos que la radiación de fondo cerca de la superficie de la Tierra, lo que proporciona las condiciones para el crecimiento de tales células. Las muestras pasaron aproximadamente dos semanas en órbita antes de ser devueltas para permitir a los científicos investigar cómo las afectaba la microgravedad. Quizás algún día los hongos tendrán que vivir así de generación en generación.

La energía de radiación de una estrella se debilita rápidamente a medida que se mueve hacia la periferia del sistema solar, pero la radiación cósmica está presente en las afueras más distantes. En teoría, la melanina de las células fúngicas podría usarse para producir biomasa o sintetizar moléculas complejas que serían necesarias durante misiones tripuladas de larga distancia. Es probable que, además de los invernaderos verdes y exuberantes en las naves espaciales del futuro, uno tenga que organizar otro, el más distante, que estará cubierto de un útil moho negro que puede absorber la energía de la radiación.