- Wissenschaftler hoffen, die Kräfte der Pilze nutzen zu können, um Menschen zu helfen, die routinemäßig Strahlung ausgesetzt sind, wie Krebspatienten und Astronauten.
- Die Kraft der schwarzen Pilze
- Die Abwehrkräfte der Pilze gegen Strahlung nutzen
- Ein erfolgreiches Experiment im Weltraum
Wissenschaftler hoffen, die Kräfte der Pilze nutzen zu können, um Menschen zu helfen, die routinemäßig Strahlung ausgesetzt sind, wie Krebspatienten und Astronauten.
Getty Images Seit der nuklearen Explosion von Tschernobyl im Jahr 1986 haben Forscher herausgefunden, dass bestimmte Pilzarten in diesen jetzt verlassenen Gebieten von der Strahlung gedeihen.
Ob es sich um einen Asteroiden oder eine Eiszeit handelt, der Planet Erde und seine Lebensformen scheinen immer einen Weg zu finden, um angesichts von Zerstörung und Veränderung weiterzumachen. Zum Beispiel haben Wissenschaftler Pilze gefunden, die in der toxischen Umgebung von Tschernobyl gedeihen können, indem sie die umgebende Strahlung absorbieren und von ihr ernähren.
Die Entdeckung hat Wissenschaftler zu der Annahme geführt, dass diese außergewöhnliche Fähigkeit genutzt werden könnte, um Menschen abzuschirmen, die routinemäßig gefährlichen Strahlungsmengen ausgesetzt sind, wie Krebspatienten, Kernkraftwerksingenieure und jetzt Astronauten im Weltraum.
Laut einem kürzlich durchgeführten Experiment glauben Forscher, dass diese Pilze zur Herstellung von Schilden verwendet werden können, um potenzielle Mars-Kolonisatoren vor kosmischer Strahlung zu schützen.
Die Kraft der schwarzen Pilze
Wikimedia Commons Cladosporium sphaerospermum , ein sich selbst replizierender und selbstheilender schwarzer Pilz, der in Tschernobyl gefunden wurde.
Die Atomkatastrophe von 1986 in Tschernobyl ist nach wie vor der schlimmste derartige Vorfall in der Geschichte und hat im Laufe der Jahre Tausende Menschen aufgrund der Auswirkungen einer Strahlenvergiftung getötet. Auch Jahrzehnte später bleibt die Strahlung in der Umgebung von Tschernobyl bestehen, aber dieser Hot Spot ist auch ein Mekka für eine bestimmte Art von widerstandsfähigem Pilz geworden.
2007 entdeckten Wissenschaftler im Kernreaktor von Tschernobyl mehrere Pilzstämme, die sich tatsächlich von Gammastrahlung ernährten und sogar schneller wuchsen. Einige Aufzeichnungen zeigen, dass der Pilz bereits 1991, nur fünf Jahre nach der toxischen Katastrophe, gefunden wurde.
Diese Organismen sind wegen ihrer hohen Melaninkonzentration als „schwarze Pilze“ bekannt. Forscher haben verschiedene Stämme identifiziert, darunter: Cladosporium sphaerospermum , Cryptococcus neoformans und Wangiella dermatitidis .
IGOR KOSTIN, SYGMA / CORBIS "Liquidatoren" beim Anblick der Katastrophe von Tschernobyl, die sich auf die Säuberung vorbereitet, 1986.
"Die an der Unfallstelle gesammelten Pilze hatten mehr Melanin als die außerhalb der Sperrzone gesammelten Pilze", sagte Kasthuri Venkateswaran, leitender Forscher bei der NASA und leitender Wissenschaftler des Weltraumpilzprojekts der Agentur, gegenüber Vice .
„Dies bedeutet, dass sich die Pilze an die Strahlungsaktivität angepasst haben und bis zu zwanzig Prozent als radiotroph befunden wurden - was bedeutet, dass sie in Richtung der Strahlung gewachsen sind. Sie liebten es."
Da die Pilze so viel Melanin enthalten, können sie sich von den Gammastrahlen ernähren und diese in chemische Energie umwandeln, ähnlich einer dunkleren Version der Photosynthese. Dieser Vorgang wird als Radiosynthese bezeichnet.
"Die Vermutung war schon immer, dass wir nicht wissen, warum Trüffel und andere Pilze schwarz sind", erklärte Arturo Casadevall, ein Mikrobiologe. "Wenn sie eine primitive Fähigkeit haben, Sonnenlicht oder Hintergrundstrahlung zu ernten, würden viele von ihnen es nutzen."
Die Abwehrkräfte der Pilze gegen Strahlung nutzen
Der NASA / JPL / CALTECHA-Stamm schwarzer Pilze wird im Labor getestet.
Seitdem haben Wissenschaftler darüber nachgedacht, wie sie die Abwehrkräfte der Pilze am besten nutzen können, um den Menschen vor Strahlung zu schützen.
Einige Anwendungen dieses Pilzes könnten sein: Schutz von Krebspatienten, die sich einer Strahlentherapie unterziehen, Schaffung sicherer Umgebungen für diejenigen, die in Kernkraftwerken arbeiten, und potenzielle Unterstützung bei der Vermeidung der nächsten nuklearen Katastrophe. Wissenschaftler hoffen auch, dass die Pilze verwendet werden könnten, um durch Strahlungsumwandlung eine biologische Energiequelle zu entwickeln.
Es gibt aber auch weit hergeholte Möglichkeiten. Wissenschaftler fragen sich, ob der von den Melaninzellen in den Pilzen durchgeführte Prozess der Radiosynthese auf das Melanin in menschlichen Hautzellen angewendet werden könnte, wodurch unsere Hautzellen in der Lage sind, Strahlung auch in „Nahrung“ umzuwandeln. Derzeit glauben die meisten Experten, dass dies eine Strecke ist - aber sie schließen diese Möglichkeit für andere Lebensformen nicht aus.
"Die Tatsache, dass es in Pilzen vorkommt, erhöht die Möglichkeit, dass dasselbe bei Tieren und Pflanzen auftritt", fügte Casadevall hinzu.
SHONE / GAMMA / Gamma-Rapho über Getty ImagesView des Kernkraftwerks Tschernobyl nach der Explosion. 26. April 1986.
In jüngster Zeit haben sich Wissenschaftler jedoch gefragt, ob die Pilze dazu beitragen könnten, Astronauten bei längerer Raumfahrt vor kosmischer Strahlung zu schützen.
Im Jahr 2016 schickten SpaceX und die NASA mehrere schwarze Pilzstämme von Tschernobyl zur Internationalen Raumstation (ISS). Die Lieferung umfasste auch mehr als 250 verschiedene Tests, die die Raumbesatzung durchführen musste.
Die molekularen Veränderungen, die Forscher bei den Tschernobyl-Pilzen beobachteten, wurden durch den Stress hervorgerufen, der durch die Exposition gegenüber der Strahlung des Ortes entsteht. Die Forscher hofften, diese Reaktion im Weltraum wiederholen zu können, wo sie die Pilze den Belastungen der Mikrogravitation aussetzen und sie mit ähnlichen Pilzstämmen der Erde vergleichen wollten.
Die Ergebnisse der NASA-Studie könnten große Vorteile für die Zukunft der Raumfahrt haben und möglicherweise sogar Astronauten im Weltraum oder potenzielle Kolonisatoren auf dem Mars schützen.
Ein erfolgreiches Experiment im Weltraum
NASA / JPL / CALTECHKasthuri Venkateswaran und Praktikanten untersuchen strahlenfressende Pilze.
Die strahlungsblockierenden Kräfte der Pilze sind zu einer potenziellen, aber unerwarteten Lösung für die Hindernisse geworden, mit denen wir bei der Erforschung des Weltraums immer noch konfrontiert sind.
Auch wenn es wie eine leere Leere aussieht, ist der Raum tatsächlich eine extreme und unversöhnliche Umgebung. Seltene Experimente zum Anbau von Pflanzen im Weltraum sind größtenteils gescheitert, weshalb Astronauten an Bord der Internationalen Raumstation gezwungen sind, sich von unbefriedigenden dehydrierten Ersatzstoffen zu ernähren. Wissenschaftler hoffen jedoch, einen Weg zu finden, um die Fähigkeit des Tschernobyl-Pilzes zur Radiosynthese auf außerirdische Pflanzen anzuwenden.
Außerhalb der Schutzsphäre unserer Erdatmosphäre sind Astronauten einer hohen kosmischen Strahlung ausgesetzt, die zu Krankheit und Tod führen kann.
Glücklicherweise ergab eine im Juli 2020 veröffentlichte Studie nach früheren Experimenten mit schwarzen Pilzen an Bord der ISS, dass der Organismus tatsächlich als Strahlenschutz verwendet werden kann. Dies könnte besonders für potenzielle zukünftige Siedler auf dem Mars nützlich sein.
Averesch et al . Entwicklung von C. sphaerospermum im Labor der Internationalen Raumstation.
Als 2018 eine kleine Probe des Pilzes C. sphaerospermum an die ISS geschickt wurde, stellten die Forscher fest, dass eine winzige, zwei Millimeter dicke Probe davon auf wundersame Weise zwei Prozent der einfallenden Strahlung blockierte. Nicht nur das, auch der Pilz konnte sich selbst heilen und vermehren. Die Autoren der Studie spekulierten, dass eine 8-Zoll-Schicht Tschernobyl-Pilzes wahrscheinlich ausreichen würde, um menschliche Siedler auf dem Mars abzuschirmen.
„Was den Pilz so großartig macht, ist, dass man nur ein paar Gramm braucht, um anzufangen. Er repliziert sich selbst und heilt sich selbst. Selbst wenn es eine Sonneneruption gibt, die den Strahlenschutz erheblich beschädigt, kann er in a nachwachsen wenige Tage “, sagte Studienkoautor Nils Averesch von der Stanford University.
Die Ergebnisse sind sicherlich vielversprechend, aber weitere technische Studien sind erforderlich, bevor wir über die Kolonisierung des Mars nachdenken können. Es gibt noch ungelöste Herausforderungen, wie der Pilz im Weltraum erhalten werden kann. Zum einen konnten die Pilze wegen der starken Kälte nicht im Freien auf dem Mars kultiviert werden. Es gibt auch das Problem der Wasserversorgung für den Anbau.
Inzwischen sind diese Pilze nicht die einzigen Organismen, die in der radioaktiven Ausschlusszone von Tschernobyl gedeihen konnten. Im Laufe der Jahre haben Wissenschaftler eine Fülle von Wildtieren gefunden, die in der verlassenen Umgebung von Tschernobyl gedeihen. Am Ort der Atomkatastrophe von Fukushima in Japan wurden auch wild lebende Tiere gesichtet.
Obwohl Wissenschaftler das Geheimnis des Tschernobyl-Pilzes noch nicht gelüftet haben, ist klar, dass das Leben auch in rauesten Umgebungen immer wieder einen Weg findet, sich zu entfalten.