ჩერნობილის სოკო: ანომალიური სიცოცხლე რადიაციის ქვეშ

2024 ავტორი: Seth Attwood | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-16 16:09

სიცოცხლეს შეუძლია მომაკვდინებელი რადიაციის მოთვინიერებაც კი და მისი ენერგიის გამოყენება ახალი არსებების სასარგებლოდ.

ბევრი მოლოდინის საწინააღმდეგოდ, ჩერნობილის კატასტროფამ მიმდებარე ტყეები მკვდარ ბირთვულ უდაბნოდ არ აქცია. ყველა ღრუბელს აქვს ვერცხლის საფარი და გამორიცხვის ზონის დაწესების შემდეგ მკვეთრად დაეცა ანთროპოგენური წნევა ადგილობრივ ბუნებაზე. ყველაზე დაზიანებულ ადგილებშიც კი მცენარეთა სიცოცხლე სწრაფად აღდგა, გარეული ღორი, დათვი და მგლები დაბრუნდნენ პრიპიატის ველზე. ბუნება ცოცხლდება, როგორც ზღაპრული ფენიქსი, მაგრამ რადიაციის უხილავი მახრჩობელი ძალა ყველგან იგრძნობა.

"ჩვენ ვსეირნობდით ტყეში, ცა დახატული იყო ბრწყინვალე მზის ჩასვლით", - ამბობს ამერიკელი მიკრობიოლოგი კრისტოფერ რობინსონი, რომელიც აქ მუშაობდა 2018 წელს. - ფართო გაწმენდაში, ორმოცამდე ცხენი დაგვხვდა. და მათ ყველას ჰქონდათ ყვითელი თვალები, რომლებიც ძლივს განასხვავებდნენ ჩვენს გამვლელებს.” მართლაც, ცხოველები მასობრივად იტანჯებიან კატარაქტით: მხედველობა განსაკუთრებით მგრძნობიარეა რადიაციის მიმართ, სიბრმავე კი გამორიცხვის ზონაში ხანგრძლივი ცხოვრების საერთო შედეგია. განვითარების დარღვევები ხშირია ადგილობრივ ცხოველებში და ხშირად გვხვდება კიბო. და კიდევ უფრო დამღუპველი უბედური შემთხვევის ყოფილ ეპიცენტრთან ახლოს ყოფნა.

მეოთხე ბლოკი, რომელიც 1986 წელს აფეთქდა, რამდენიმე თვის შემდეგ დამცავი სარკოფაგით დაიფარა, სადაც ადგილიდან სხვა რადიოაქტიური ნამსხვრევები შეგროვდა. მაგრამ უკვე 1991 წელს, როდესაც მიკრობიოლოგმა ნელი ჟდანოვამ და მისმა კოლეგებმა გამოიკვლიეს ეს ნარჩენები დისტანციურად კონტროლირებადი მანიპულატორების გამოყენებით, სიცოცხლე აქაც გამოჩნდა. აღმოჩნდა, რომ მომაკვდინებელი ნამსხვრევები შავი სოკოების აყვავებული თემებით იყო დასახლებული.

მომდევნო წლების განმავლობაში მათ შორის ასამდე გვარის წარმომადგენელი გამოვლინდა. ზოგიერთი მათგანი არა მხოლოდ უძლებს გამოსხივების მომაკვდინებელ დონეს, არამედ თავადაც კი მიიზიდავს მას, როგორც მცენარეები სინათლისკენ.

გადარჩენა

მაღალი ენერგიის გამოსხივება საშიშია ყველა ცოცხალი არსებისთვის. ის ადვილად აზიანებს დნმ-ს, იწვევს მუტაციებსა და შეცდომებს კოდში. მძიმე ნაწილაკებს შეუძლიათ დაშალონ ქიმიური ნაერთები, როგორიცაა ქვემეხის ბურთულები, რაც იწვევს აქტიური რადიკალების გაჩენას, რომლებიც მაშინვე ურთიერთქმედებენ პირველ მეზობელთან, რომელსაც იპოვიან. საკმარისად ინტენსიურმა დაბომბვამ შეიძლება გამოიწვიოს წყლის მოლეკულების რადიოლიზი და შემთხვევითი რეაქციების მთელი შხაპი, რომელიც კლავს უჯრედს. ამის მიუხედავად, ზოგიერთი არსება საოცარ წინააღმდეგობას ამჟღავნებს ასეთ გავლენებზე.

ერთუჯრედიან ორგანიზმებს აქვთ შედარებით მარტივი სტრუქტურა და არც ისე ადვილია მათი მეტაბოლიზმის დარღვევა თავისუფალი რადიკალების მიერ, ხოლო ცილების აღდგენის მძლავრი ხელსაწყოები სწრაფად აღადგენს დაზიანებულ დნმ-ს. შედეგად, სოკოს შეუძლია შთანთქოს 17 000 გრეის რადიაციული ენერგია - სიდიდის მრავალი რიგით მეტი ვიდრე ადამიანისთვის უსაფრთხო რაოდენობა. მეტიც, ზოგიერთი მათგანი ფაქტიურად ტკბება ასეთი რადიოაქტიური „წვიმით“.

ცნობილი ევოლუციის კანიონი ისრაელის მთაზე კარმელის მახლობლად არის ორიენტირებული ერთი ფერდობით ევროპისკენ, მეორე კი აფრიკისკენ. მათ განათებას შორის სხვაობა 800%-ს აღწევს, ხოლო მზისგან დასხივებულ „აფრიკულ“ფერდობზე ბინადრობს სოკოები, რომლებიც უკეთესად იზრდებიან რადიაციის არსებობისას. ჩერნობილში აღმოჩენილთა მსგავსად, მელანინის დიდი რაოდენობით გამო ისინი შავებად გამოიყურებიან. ამ პიგმენტს შეუძლია შეაჩეროს მაღალი ენერგიის ნაწილაკები და გაანადგუროს მათი ენერგია, იცავს უჯრედებს დაზიანებისგან.

ასეთი სოკოს უჯრედის დაშლისას, მიკროსკოპის ქვეშ, შეიძლება დაინახოს მისი „მოჩვენება“- მელანინის შავი სილუეტი, რომელიც უჯრედის კედელში კონცენტრირებულ შრეებში გროვდება. კანიონის "აფრიკული" მხარის სოკო მას სამჯერ მეტს შეიცავს, ვიდრე "ევროპული" ფერდობის მაცხოვრებლები. ისინი ასევე მდიდარია მაღალმთიანეთში მცხოვრები მრავალი მიკრობით, რომლებიც ბუნებრივ პირობებში იღებენ 500-1000-მდე გრეის წელიწადში. მაგრამ სოკოსთვის შეწოვილი რადიაციის ასეთი ღირსეული რაოდენობაც კი არაფერია.ნაკლებად სავარაუდოა, რომ მთელი ეს მელანინი წარმოიქმნება მხოლოდ დაცვის მიზნით.

კეთილდღეობა

ნელი ჟდანოვამაც კი 1991 წელს აჩვენა, რომ ჩერნობილის ატომური ელექტროსადგურის მახლობლად შეგროვებული სოკო აღწევს რადიაციის წყაროს და უკეთესად იზრდება მისი თანდასწრებით. 2007 წელს ეს შედეგები შეიმუშავეს შეერთებულ შტატებში მოღვაწე ბიოლოგებმა არტურო კასადევალამ და ეკატერინა დადაჩოვამ. მეცნიერებმა აჩვენეს, რომ ბუნებრივ ფონზე ასჯერ უფრო მაღალი რადიაციის გავლენის ქვეშ შავი მელანიზებული სოკოები (Cladosporium sphaerospermum, Wangiella dermatitidis და Cryptococcus neoformans) სამჯერ უფრო ინტენსიურად ითვისებენ ნახშირბადს მკვებავი გარემოდან. ამავდროულად, მუტანტი ალბინოს სოკოები, რომლებსაც არ შეუძლიათ მელანინის გამომუშავება, ადვილად იტანენ რადიაციას, მაგრამ იზრდნენ ჩვეულებრივი ტემპით.

აღსანიშნავია, რომ მელანინი შეიძლება იყოს უჯრედებში ოდნავ განსხვავებული ქიმიური კონფიგურაციებით. მისი ძირითადი ფორმა ადამიანებში არის ეუმელანინი, ის იცავს კანს ულტრაიისფერი გამოსხივებისგან და აძლევს მას ყავისფერ-შავ ფერს. ტუჩების და ძუძუს წითელ ფერს ფეომელანინის არსებობა განაპირობებს. და ეს არის ფეომელანინი, რომელიც წარმოიქმნება სოკოვანი უჯრედების მიერ რადიაციის გავლენის ქვეშ, თუმცა ასეთი რაოდენობით ის უკვე სრულიად შავი ჩანს.

ევ-დან ფეომელანინზე გადასვლას თან ახლავს ელექტრონების გადაცემის ზრდა NADP-დან ფერიციანიდში - ეს არის გლუკოზის ბიოსინთეზის ერთ-ერთი პირველი ნაბიჯი. გასაკვირი არ არის, რომ ზოგიერთი ვარაუდის თანახმად, ასეთ სოკოებს შეუძლიათ განახორციელონ ფოტოსინთეზის მსგავსი რეაქციები, მაგრამ სინათლის ნაცვლად ისინი იყენებენ რადიოაქტიური გამოსხივების ენერგიას. ეს უნარი მათ საშუალებას აძლევს გადარჩნენ და აყვავდნენ იქ, სადაც უფრო რთული და რთული ორგანიზმები იღუპებიან.

ადრეული ცარცული პერიოდის საბადოებში დიდი რაოდენობით ძლიერ მელანიზირებული სოკოს სპორები გვხვდება. იმ ეპოქაში მრავალი ცხოველი და მცენარე გადაშენდა:”ეს პერიოდი ემთხვევა გადასვლას” მაგნიტურ ნულზე” და”გეომაგნიტური ფარის” დროებით დაკარგვას, რომელიც იცავს დედამიწას რადიაციისგან,” წერს ეკატერინა დადაჩოვა. რადიოტროფულმა სოკოებმა არ ისარგებლეს ამ სიტუაციით. ადრე თუ გვიან ამას ჩვენც გამოვიყენებთ.

დანართი

მელანინის გამოყენება რადიაციული ენერგიის გამოსაყენებლად ჯერ კიდევ მხოლოდ ჰიპოთეზაა. თუმცა, კვლევა გრძელდება, რადგან რადიოტროფი არ არის რაღაც ეგზოტიკური. რესურსების ნაკლებობისა და საკმარისი რადიაციის პირობებში, ზოგიერთ ჩვეულებრივ სოკოს შეუძლია გააძლიეროს მელანინის სინთეზი და გამოავლინოს "რადიაციით იკვებება". მაგალითად, ზემოხსენებული C. sphaerospermum და W. dermatitidis ფართოდ გავრცელებული ნიადაგის ორგანიზმებია და C. neoformans ზოგჯერ აინფიცირებს ადამიანებს, რაც იწვევს ინფექციურ კრიპტოკოკოზს.

ასეთი სოკო საკმაოდ ადვილად იზრდება ლაბორატორიულ პირობებში, ადვილად მანიპულირებადია. და მაღალი დაბინძურების მქონე ტერიტორიების დასახლების უნარის გამო, ისინი შეიძლება გახდნენ მოსახერხებელი ინსტრუმენტი რადიოაქტიური ნარჩენების გასატანად. დღეს ასეთ ნაგავს - მაგალითად, ძველ კომბინეზონს - ჩვეულებრივ აწნეხებენ და ახვევენ შესანახად მანამ, სანამ არამდგრადი ნუკლიდები ბუნებრივად არ ამოიწურება. არ არის გამორიცხული, რომ სოკო, რომელსაც შეუძლია გადარჩეს მაღალი ენერგიის რადიაციაზე, დროდადრო დააჩქაროს ეს პროცესი.

2016 წელს ჩერნობილის ატომურ ელექტროსადგურთან შეგროვებული მელანიზირებული სოკო კოსმოსში გაიგზავნა. მიუხედავად იმისა, რომ მხედველობაში მიიღება მთელი ფარი, ISS-ზე ჩვეულებრივი რადიაციის დონეები 50-დან 80-ჯერ აღემატება დედამიწის ზედაპირთან მდებარე ფონურ გამოსხივებას, რაც უზრუნველყოფს პირობებს ასეთი უჯრედების ზრდისთვის. ნიმუშებმა დაახლოებით ორი კვირა გაატარეს ორბიტაზე დაბრუნებამდე, რათა მეცნიერებს საშუალება მისცენ გამოიკვლიონ, თუ როგორ იმოქმედა მათზე მიკროგრავიტაციამ. ალბათ ოდესმე სოკოებს მოუწევთ ასე ცხოვრება თაობიდან თაობაში.

ვარსკვლავის გამოსხივების ენერგია სწრაფად სუსტდება, როდესაც ის მზის სისტემის პერიფერიაზე გადადის, მაგრამ კოსმოსური გამოსხივება იმყოფება ყველაზე შორეულ გარეუბანში. თეორიულად, სოკოს უჯრედების მელანინი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ბიომასის წარმოებისთვის ან რთული მოლეკულების სინთეზისთვის, რომლებიც საჭირო იქნება შორ მანძილზე მართული მისიების დროს.სავარაუდოა, რომ მომავლის კოსმოსურ ხომალდზე მწვანე და აყვავებულ სათბურების გარდა, მოუწევს მეორეს მოწყობა - ყველაზე შორეული, რომელიც გადაჭედილი იქნება სასარგებლო შავი ყალიბით, რომელსაც შეუძლია რადიაციული ენერგიის შთანთქმა.