V srdci černobylského reaktoru číslo 4 přežívá a roste černá houba, která možná dělá nemožné – využívá radiaci jako zdroj energie. Pokud se potvrdí hypotéza radiosyntézy, čeká vědu revoluce v chápání života.
V troskách černobylského reaktoru číslo 4 – jednoho z nejradioaktivnějších míst na Zemi – se daří něčemu nečekanému: černé houbě, která nejenže přežívá, ale zdá se, že se radiací i živí. Jedná se o Cladosporium sphaerospermum, jeden z desítek druhů hub nalezených v uzavřené zóně, který začal přitahovat pozornost vědců díky své překvapivé adaptaci.
Scéna je téměř sci-fi: popraskané betonové zdi, pokroucené kovové trosky, radioaktivní prach… a nad tím vším temná patina mikroskopického života. Tam, kde bychom očekávali absolutní sterilitu, se objevují kolonie hub, které si ze smrtícího prostředí udělaly svou ekologickou niku.
Od 90. let minulého století výzkum vedený ukrajinskou mikrobioložkou Nelli Ždanovou identifikoval uvnitř reaktoru více než 37 druhů hub (mnohé z nich černé, zatížené melaninem), ale žádná nezpůsobila takový rozruch jako C. sphaerospermum .
Tyto houby se po havárii neobjevily z ničeho nic: mnohé ze zjištěných druhů jsou běžné v půdě, rostlinách nebo budovách po celém světě. Pozoruhodné je, že v Černobylu byly melanizované varianty zřejmě zvýhodněny přirozeným výběrem. V prostředí, kde záření ničí buňky, rozkládá DNA a ničí bílkoviny, nejenže odolávají, ale zdá se, že získávají převahu.
Pozoruhodné není jen to, že přežívají: to platí i pro jiné odolné druhy. Fascinující je, že se jejich růst při vystavení ionizujícímu záření zrychluje a že se jejich hyfy (vlákna tvořící tělo houby) zřejmě orientují směrem k radioaktivnímu zdroji, jako by záření bylo jejich potravou. Vědci toto chování označili jako radiotropismus.
Při laboratorních pokusech se na kultivačních deskách se zdroji cesia-137 nebo kobaltu-60 objevuje pozoruhodný vzorec: hyfy některých černých hub rostou přednostně směrem ke straně, kde se nachází radioaktivní zdroj, což je obdoba toho, jak rostliny ohýbají své stonky směrem ke světlu. Právě tato cílená reakce na záření vyvolala hlubší otázky: jde o pouhý únik před škodlivými účinky, nebo o způsob, jak využít energii záření?
Kromě odolnosti někteří vědci navrhují odvážnou hypotézu: že tyto houby využívají záření jako zdroj energie, a to v procesu podobném fotosyntéze. Tento proces nazvali radiosyntéza. Namísto absorpce slunečního záření prostřednictvím chlorofylu by tyto houby využívaly melanin (pigment, který jim dodává barvu) k zachycení ionizujícího záření (gama záření, částice) a jeho přeměně na využitelnou energii.
Melanin je starý známý: je to pigment, který ztmavuje naši kůži a vlasy a chrání mnoho organismů před ultrafialovým zářením. U černobylských hub se však zdá, že jde ještě o krok dál. Biochemické studie naznačují, že melanin může při absorpci záření měnit svůj elektronický stav, čímž se mění způsob přenosu elektronů v buňce. V biologii je přesun elektronů z jednoho místa na druhé v podstatě přesunem energie.
Studie iniciované Ekaterinou Dadachovou a Arturem Casadevallem v roce 2007 ukázaly, že když byly melanizované houby, jako je C. sphaerospermum, vystaveny záření, zvýšila se rychlost jejich růstu přibližně o 10 % ve srovnání s neozářenými podmínkami. Toto zjištění naznačuje, že melanin funguje nejen jako ochranný štít, který zabraňuje poškození buněk, ale také jako převodník energie, což potenciálně umožňuje metabolické dráhy, které využívají záření jako zdroj. Slovy výzkumníků: ionizující záření „je asi milionkrát energetičtější než bílé světlo, které rostliny využívají“ při fotosyntéze.
Ve stejné práci autoři pozorovali, že melanin vystavený záření změnil své chemické vlastnosti: zvýšila se jeho schopnost přenášet elektrony na okolní molekuly, podobně jako to dělá chlorofyl, když absorbuje foton světla. Jinými slovy, melanin nejenže blokuje záření, ale zdá se, že ho „využívá“ ke spuštění chemických reakcí.
Nicméně, a to je důležité poznamenat, dosud nebyla prokázána ani na záření závislá fixace uhlíku, ani jasná metabolická cesta na úrovni ATP (energetické měny buňky). Jinými slovy: radiosyntéza zůstává hypotézou.
Prozatím tedy můžeme s opatrností říci, že Cladosporium sphaerospermum je jedním z nejúžasnějších organismů, které známe: jeden z mála, který dokáže žít a dokonce prosperovat na něčem, co by pro nás bylo absolutním jedem. Pokud studie potvrdí radiosyntézu, budou se muset přepsat učebnice genetiky, metabolismu a hranic života. Na to je však ještě příliš brzy.