切爾諾貝利的真菌正在學(xué)會吸收強輻射，并利用輻射進行未知的代謝

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圓形的區(qū)域內(nèi)。

之所以會這樣，是因為這個圓形區(qū)域比周圍擁有更強的輻射，而這些真菌群落在強輻射下生長得更好。

△ 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)，如果生物體長時間暴露在這種環(huán)境下，有可能會被殺死或者大大增加患癌風(fēng)險。

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

△ 切爾諾貝利禁區(qū)警示標(biāo)識

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，并且似乎會向著輻射強烈的地區(qū)生長呢？

這些菌落其實是包含多種真菌的霉菌菌落，1997年的時候——也就是事故發(fā)生的第11年，例行進入隔離區(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)了那些對生命有害的區(qū)域，所以在當(dāng)時就引起了科學(xué)家的注意，并長期對它們進行了調(diào)查和研究。

其實，這些真菌能夠在強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，其實就是因為它們的細(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行調(diào)節(jié)的。

就像皮膚更黑的人可以更好地保護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其的影響。

至于黑色素是如何阻擋輻射的？

這個其實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)，從而進一步保護細(xì)胞免受輻射影響。

其實，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輻射，這很好理解，但是為什么切爾諾貝利的這些真菌還會向著輻射強烈的地方生長呢，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）”。

實際上2006年的一項研究指出，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·達達喬娃（Ekaterina Dadachova），她認(rèn)為這些真菌趨向輻射可能不僅僅為了取暖，更有可能是在主動吸收輻射能量完成生命活動，就像光合作用一樣，她將這個生命過程稱為"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行代謝是非常困難的，它們必須找到一種非常強大的“能量轉(zhuǎn)換器”才行。

達達喬娃認(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，她的團隊目前也已經(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制目前還不得而知，也不知道這個過程是否真的存在。

?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中作為輻射防護層，它們都太重了，會大大增加發(fā)射成本。

而利用這些真菌作為防護層，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，真的能夠保護我們在太陽系其他地方的新世界里邁出的第一步。

報道原文：

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