Умная плесень, или как на самом деле выглядят инопланетяне?

В начале 2000-х годов, во время одного из рутинных мониторингов 4-го энергоблока Чернобыльской АЭС с помощью робота, инспекторы обнаружили на внутренних стенках саркофага странный черный налет, которого раньше не было. Пробы черного налета, взятого роботом, были отправлены в лабораторию, откуда пришли удивительные результаты: при ближайшем рассмотрении этот налет оказался живым существом, а именно плесенью Cladosporium sphaerospermum.

Радикальный черный цвет ей придавал пигмент меланин, тот самый, который делает белокожих людей загорелыми (а негров — черными). У ученых возникла гипотеза, что грибок «загорел» с теми же самыми целями, что и люди, — для защиты от излучения, тем более что на протяжении предыдущих пятнадцати лет ученые киевского Института микробиологии и вирусологии им. Д.К. Заболотного НАН Украины изучали колонии грибков с повышенным количеством меланина, обитающих в почвах вокруг саркофага. Однако на самом деле все оказалось куда удивительнее.

Умная плесень, или как на самом деле выглядят инопланетяне?

Чарльз Турик, научный сотрудник Национальной лаборатории Саванна-Ривер и адъюнкт-профессор биологического факультета Университета Клемсона в Южной Каролине: «Работа по изучению взаимодействия меланина с гамма-излучением, в процессе которого пигмент умудряется самовосстанавливаться, дает надежды на разработку в будущем материалов, способных защищать от радиации на основе совершенно новых принципов. А в перспективе — почти вечных источников питания для преобразования ионизирующей радиации в электрическую энергию».

Чернобыльские грибочки

В 2007 году группа исследователей из Нью-Йоркского медицинского колледжа им. Альберта Эйнштейна под руководством профессора ядерной медицины и радиохимии Екатерины Дадачевой опубликовала в научном журнале PLOS One статью «Ионизирующее излучение меняет электронные характеристики меланина и ускоряет рост меланизированных грибков» с поистине сенсационными выводами. Ученые экспериментировали с содержащими меланин грибками Wangiella dermatitidis, Cryptococcus neoformans и теми самыми «чернобыльскими» Cladosporium sphaerospermum — и обнаружили, что они не просто сопротивляются вредному влиянию ионизирующих излучений, но и растут под воздействием радиации намного лучше, чем без нее!

Повышение уровня радиации в 500 раз вызывало трехкратное ускорение прироста биомассы (по сравнению с необлучаемыми или немеланизированными грибками этих же видов). А «чернобыльские» Cladosporium sphaerospermum показали еще более интересный эффект: радиация ускоряла их рост даже в условиях, когда было ограничено количество питательных веществ. Однако поначалу было не ясно, научилась ли плесень использовать гамма-излучение, как растения свет — для фотосинтеза (точнее, радиосинтеза), или просто использует энергию ионизации для ускорения обычного гетеротрофного питания.

Умная плесень, или как на самом деле выглядят инопланетяне?

Вкусная радиация

Плесень немедленно начали нещадно мучить во многих научных лабораториях, и похоже, что ученым все-таки удалось выбить из нее чистосердечное признание. Как показывает опубликованное в 2011 году в журнале Bioelectrochemistry исследование американской Национальной лаборатории Саванна-Ривер «Гамма-излучение взаимодействует с меланином, изменяя его окислительно-восстановительный потенциал, и производит электрический ток», хитрый грибок, по‑видимому, все-таки умудряется использовать энергию радиации, хотя подробности происходящих при этом молекулярных процессов все еще остаются неизвестными.

К звездам

Если эти выводы подтвердятся, то кроме далеко идущих последствий (и фундаментальных — в области биологии и радиохимии, и вполне прикладных — в области материаловедения) это может перевернуть наше понимание такой области, как дальние космические путешествия.

Ведь это открытие фактически вычеркивает из списка необходимых предпосылок для высокоразвитой жизни такое требование, как нахождение в зоне обитаемости.

Серьезные сомнения относительно этих аспектов начали появляться уже давно, особенно после открытия экосистем вокруг «черных курильщиков» — гидротермальных источников на дне океана. Там, в вечной тьме, невозможен фотосинтез, поэтому основу пищевой цепочки составляют бактерии, осуществляющие хемосинтез. Энергию бактерии получают, окисляя выбрасываемые из источника химикаты, например сероводород. Именно такие экосистемы имеет смысл искать в подледных океанах Европы (спутника Юпитера).

Однако ограничение хемосинтеза очевидно: химическое топливо (даже такое невкусное, как сероводород) имеет неприятную особенность быстро заканчиваться — иногда куда быстрее, чем несчастные жители успеют эволюционировать и изобрести коммунизм, электрификацию или хотя бы ракеты, дабы сбежать, пока не поздно. Не говоря уже о том, что для гидротермальных источников необходима вулканическая активность, которая не всегда наличествует: на Европе, скорее всего, она есть, а вот на Марсе — нет. Радиация же вообще не требует наличия планеты!

Умная плесень, или как на самом деле выглядят инопланетяне?

Живые корабли

Такие рассуждения приводят нас к концепции «живого корабля». Одна из наиболее известных ее иллюстраций — Lеxx из одноименного фантастического сериала, где показаны преимущества данного подхода, в частности — способность к самовосстановлению и размножению. Как видим, природа уже предприняла шаги в правильном направлении. Клетки грибов оснащены хитиновой оболочкой, а это в умелых руках отличный структурный материал (ракообразные, насекомые и арахниды не дадут соврать).

Космонавтам будущего может весьма пригодиться стройматериал, способный самостоятельно чинить себя при повреждениях, размножаться спорами, достраивать новые секции из космического мусора и отходов прямо на лету и еще ко всему прочему кормить экипаж (если часть производимой биомассы будет съедобна). И даже брать на себя медицинские функции за счет естественной антибиотической активности — а это совсем нелишне, если ближайшая аптека с пенициллином осталась в световых годах за кормой! Вот только будут ли командовать таким кораблем люди… или эволюционировавшая плесень, в мицелии которой пока дремлют задатки покорителя космоса?

Статья «Истинное лицо покорителя космоса» опубликована в журнале «Популярная механика» (№6, Июнь 2013).

Источник