切爾諾貝利的真菌正在學(xué)會(huì)吸收強(qiáng)輻射，并利用輻射進(jìn)行未知的代謝

上面這張照片中黑色的部分，是一種生長在切爾諾貝利的真菌，您可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了它們生長非常規(guī)則，大量群落都生長在一個(gè)圓形的區(qū)域內(nèi)。

之所以會(huì)這樣，是因?yàn)檫@個(gè)圓形區(qū)域比周圍擁有更強(qiáng)的輻射，而這些真菌群落在強(qiáng)輻射下生長得更好。

△ 切爾諾貝利事故區(qū)域

眾所周知，1986年4月26日凌晨，切爾諾貝利核電站4號(hào)反應(yīng)堆發(fā)生劇烈爆炸，導(dǎo)致大量放射性核素一次性釋放，并濺射到周圍環(huán)境中。

這些放射性核素會(huì)釋放電離輻射，其能量遠(yuǎn)高于太陽光，能夠輕松撕裂DNA和蛋白質(zhì)，如果生物體長時(shí)間暴露在這種環(huán)境下，有可能會(huì)被殺死或者大大增加患癌風(fēng)險(xiǎn)。

為了防止輻射的影響，事故發(fā)生后，當(dāng)局設(shè)立了一個(gè)直徑 30 公里的禁區(qū)，禁止無關(guān)人員進(jìn)入。

△ 切爾諾貝利禁區(qū)警示標(biāo)識(shí)

有意思的是，隨著人類的撤離，切爾諾貝利的生態(tài)開始恢復(fù)，包括狼、野豬在內(nèi)的許多動(dòng)物都開始回歸“隔離區(qū)”，但是我們前面提到的那些真菌是唯一能夠生活在輻射核心的生命。

那么問題是，為什么這些真菌能夠在電離輻射中存活下來，并且似乎會(huì)向著輻射強(qiáng)烈的地區(qū)生長呢？

這些菌落其實(shí)是包含多種真菌的霉菌菌落，1997年的時(shí)候——也就是事故發(fā)生的第11年，例行進(jìn)入隔離區(qū)調(diào)查的科學(xué)家就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了它們。

這些霉菌占據(jù)了那些對(duì)生命有害的區(qū)域，所以在當(dāng)時(shí)就引起了科學(xué)家的注意，并長期對(duì)它們進(jìn)行了調(diào)查和研究。

其實(shí)，這些真菌能夠在強(qiáng)烈的電離輻射中存活下來的關(guān)鍵因素之一就是黑色素！

您可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了，這些菌落是呈現(xiàn)黑色的，其實(shí)就是因?yàn)樗鼈兊募?xì)胞壁充滿了黑色素。

黑色素是一種廣泛存在于地球生物體內(nèi)的色素，我們?nèi)祟惓尸F(xiàn)出不同的膚色、發(fā)色等都是通過黑色素進(jìn)行調(diào)節(jié)的。

就像皮膚更黑的人可以更好地保護(hù)自己免受紫外線輻射影響一樣，這些黑色的真菌也在利用黑色素來阻擋電離輻射對(duì)其的影響。

至于黑色素是如何阻擋輻射的？

這個(gè)其實(shí)不是我們理解的那種阻擋，而是黑色素的分子結(jié)構(gòu)能夠有效將紫外線的輻射或者放射性粒子吸收，然后將能量消散掉；

另一方面，黑色素還是一種抗氧化劑，它能夠?qū)⑤椛湓谏矬w中產(chǎn)生的活性離子還原為穩(wěn)定狀態(tài)，從而進(jìn)一步保護(hù)細(xì)胞免受輻射影響。

其實(shí)，在切爾諾貝利隔離區(qū)內(nèi)，不僅是真菌表現(xiàn)出黑色素堆積，其他動(dòng)物也都如此，比如切爾諾貝利的青蛙正在變成“黑蛙”。

△ 切爾諾貝利的樹蛙膚色變得越來越黑，?Germán Orizaola/Pablo Burraco

生物利用黑色素抵抗強(qiáng)輻射，這很好理解，但是為什么切爾諾貝利的這些真菌還會(huì)向著輻射強(qiáng)烈的地方生長呢，這不是增加生存難度嗎？

切爾諾貝利真菌這種趨向輻射生長的情況被稱為“向輻射性（radiotropic）”。

實(shí)際上2006年的一項(xiàng)研究指出，這些真菌不僅表現(xiàn)出向輻射性，其中一些還表現(xiàn)出在輻射存在的情況下加速生長。

主導(dǎo)2006年這項(xiàng)研究的科學(xué)家是，紐約阿爾伯特·愛因斯坦醫(yī)學(xué)院的核科學(xué)家葉卡捷琳娜·達(dá)達(dá)喬娃（Ekaterina Dadachova），她認(rèn)為這些真菌趨向輻射可能不僅僅為了取暖，更有可能是在主動(dòng)吸收輻射能量完成生命活動(dòng)，就像光合作用一樣，她將這個(gè)生命過程稱為"輻射合成（radiosynthesis）"。

不過，她的這一理論還沒有找到實(shí)際證據(jù)，電離輻射的能量大約是光合作用所利用的白光能量的一百萬倍，生物體要利用這種能量進(jìn)行代謝是非常困難的，它們必須找到一種非常強(qiáng)大的“能量轉(zhuǎn)換器”才行。

達(dá)達(dá)喬娃認(rèn)為，黑色素可能就是在這種代謝過程中扮演了“能量轉(zhuǎn)換器”的角色！

另外，她的團(tuán)隊(duì)目前也已經(jīng)找到一些可能導(dǎo)致真菌在電離輻射下生長增加的途徑和蛋白質(zhì)。

但僅此而已，真菌在電離輻射下代謝的確切機(jī)制目前還不得而知，也不知道這個(gè)過程是否真的存在。

?Smith Collection/Gado

最后

不管怎么樣，這些真菌的存在，給清理放射性場地帶來了希望。

不過，科學(xué)家對(duì)這類真菌設(shè)想的未來，不僅是它們清理放射性場地，有一些科學(xué)家真正試圖利用這種真菌來保護(hù)宇航員在太空旅行中免受有害輻射的影響。

目前，從切爾諾貝利分離得到的球孢枝孢菌（Cladosporium sphaerospermum）已被證實(shí)能夠在國際空間站上宇宙輻射環(huán)境中加速生長，并有效屏蔽宇宙輻射。

在地球上，我們其實(shí)有很多材料可以屏蔽輻射，最常用的就是水，但是任何這些材料想在太空活動(dòng)中作為輻射防護(hù)層，它們都太重了，會(huì)大大增加發(fā)射成本。

而利用這些真菌作為防護(hù)層，不僅發(fā)射成本極低，而且它還是一種能夠自我修復(fù)的屏障。

或許在不久的將來，這些在切爾諾貝利廢墟中蔓延的真菌，真的能夠保護(hù)我們在太陽系其他地方的新世界里邁出的第一步。

報(bào)道原文：

• https://www.bbc.com/future/article/20251125-the-mysterious-black-fungus-from-chernobyl-that-appears-to-eat-radiation