Sugárzabáló gomba, fekete béka: így alkalmazkodik a természet Csernobil körül a radioaktív sugárzáshoz
A csernobili atomerőmű négyes blokkjában 1986. április 25-én robbanást idézett elő egy tesztüzem, és az emberi történelem során addig sosem látott mennyiségű sugárzó anyag került a levegőbe. A radioaktív stroncium, cézium, amerícium és plutónium beterítette Ukrajnát és a szomszédos Fehéroroszországot, de a felhő szétterült Skandinávia, Nyugat- és Kelet-Európa bizonyos részei és Oroszország fölött is. A hivatalos számok szerint a közvetlen sugárterhelés miatt 31-en vesztették életüket, de az ENSZ 2005-ben végzett becslései szerint további négyezer ember életét vehetik el a sugárzás okozta betegségek.
A katasztrófát az erőmű körüli flóra és fauna is elképesztően megszenvedte, az állatok száma megtizedelődött, a sugárzásra érzékeny növények elhaltak. A reaktorblokkok közelében fekvő, mintegy 4-600 hektárnyi fenyőerdő például teljesen elpusztult, az élettelenné váló fák vörösesbarna színe miatt ezt a területet azóta is Vörös-erdőnek nevezik. A robbanás utáni napokban az erdőben töltött egy óra is halálos adag sugárterhelést jelentett volna bárkinek. A fatetemeket azóta ledózerolták, és új csemetéket ültettek a helyükre. A Csernobilt övező, ennél sokkal nagyobb kiterjedésű, úgynevezett 30 kilométeres zónában azóta sem laknak, és még olyan 20 ezer évig nem is lakhatnak emberek, a lassan csökkenő sugárzás miatt átengedték a terepet a természetnek.
Így azóta a térségben egy véletlenül útnak indított ökológiai kísérlet zajlik, és a tudósok ennek keretében az ionizáló sugárzás állatokra és növényekre gyakorolt hatását vizsgálják. Arról eddig nem sikerült megegyezniük, hogy a krónikus sugárzás, amely a természetet azóta is folyamatosan, bár alacsonyabb dózisban éri, mennyire károsítja az ott élő növényeket és állatokat, viszont a vizsgálódások során felmerült, hogy bizonyos fajok meglepően rövid időn belül képesek lehetnek adaptálódni a sugárszennyezett közeghez. A tragédia óta eltelt több mint három évtizedben egyes növényfajokban, madarakban és emlősökben a roncsoló radioaktív anyagokkal szembeni védekezőrendszert mutattak ki radioökológusok, de találtak már a sugárzást kifejezetten kedvelő és azon tenyésző gombafajt, legutóbb pedig olyan békákat is, amelyek zöldről feketére változtatták a színüket, hogy így könnyebben tompítani tudják a sugárzás hatásait.
Cryptococcus neoformans, a sugárzabáló gomba
Mindössze öt évvel a katasztrófa után, 1991-ben furcsa felfedezést tettek a reaktort vizsgáló, távolról irányított robotok: a falakat fekete gomba borította. A Kijevi Mikrobiológiai és Virológiai Intézet mikrobiológus csapata elkezdte szabályos időközönként felkeresni a területet, és megvizsgálni, hogyan maradhatott életben az organizmus ilyen szélsőséges körülmények között.
A kilencvenes években több tucatszor felkeresték a reaktort doziméterekkel felszerelkezve, és több mint kétszázféle gombafajt találtak, köztük a koromfekete Cryptococcus neoformans gombát, amely melanint tartalmazott. Ez az a pigment, amely az emberi haj, az állatszőr, vagy a bőr és a szem színét is meghatározza, ráadásul az ultraibolya sugárzástól is véd. Ahogy az ukrán kutatók elkezdték vizsgálni a gombát, kiderült, hogy az azt érő ionizáló sugárzás megváltoztatja a melaninmolekulák szerkezetét, méghozzá úgy, hogy azok a sugárzás hatására gyorsabban nőnek, azt ugyanis a gomba kémiai energiává alakítja. Így ezt az organizmust nemhogy nem károsítja, hanem annak egyenesen létfeltétele a sugárzás. Minél közelebb van a forráshoz, annál jobban nő.
Emiatt 2020-ban már az is felmerült, hogy akár a jövő asztronautáit is ez a gomba védheti majd a kozmikus sugárzástól. Ahogy arról a Qubit is beszámolt, az első lépéseket akkor sikeresen meg is tették: a gombát nagyon kis mennyiségben eljuttatták a Nemzetközi Űrállomásra, ahol a mindössze 2 milliméter vastagságú minta képes volt elnyelni a kozmikus sugárzás 2 százalékát.
Védekező növényfajok és madarak
Ahogy múltak az évek, a 30 kilométeres zóna gyakorlatilag egy ember által alig háborgatott rezervátummá változott, ahol a folyamatos sugárzás ellenére elkezdett teret hódítani a természet. Ahelyett, hogy egy sivár, posztapokaliptikus sivatag keletkezett volna, elburjánzott az aljnövényzet, sugárzástűrő bokrok és fák nőttek, és olyan fajok is visszatértek, amelyeknek az ember jelenléte kényelmetlenebb, mint a radioaktív anyagoké. Egy 2015-ben publikált tanulmány szerint például hétszer több farkas él a zónán belül, mint azon kívül, és visszatért a területre az egy évszázada nem látott eurázsiai hiúz vagy a barna medve is.
Manapság nagyon eltérő mértékű, de az akut sugárbetegséget okozó sugárzási szinteknél alacsonyabb a kitettség mértéke: a Vörös-erdőben a legnagyobb, ahol óránként akár 0,4 millisievertet is elérhet, a legalacsonyabb pedig a zóna azon szakaszain, ahol már a mindennapi sugárzásnál, tehát évi körülbelül 6,2 millisievertnél is kisebb. Ez a normál sugárzás általában nem árt az élő szervezeteknek, mert olyan biológiai mechanizmusokat építettek ki, amelyek képesek az apróbb károsodásokat kiigazítani, mondta Katheryn Higley, az Oregoni Állami Egyetem radioökológiával foglalkozó egészségügyi fizikusa. Azt régóta tudjuk, hogy a nagy dózis károsítja az örökítőanyagot és nem kívánt mutációkat okozhat, viszont továbbra is rejtély, hogy a különböző fajoknál milyen mértékű sugárkitettség milyen következményekkel jár, és az hogyan hat akár a későbbi generációkra.
Néhány tudós például megfigyelte, hogy a vöröshátú erdeipocok bizonyos sejtjei többet termelnek antioxidánsokból, és ez segíthet nekik a sugárzás okozta méreganyagok kivédésében. Ukrán és brit kutatók olyan jelekre is bukkantak, amelyek arra utalnak, hogy a nyírfapollen és a kankalin magjai az 1980-as évek vége óta annyit fejlődtek, hogy mára hatékonyabban képesek az örökítőanyagukban a sugárzás okozta károkat kijavítani. 2014-ben pedig a British Ecological Society folyóiratában, a Functional Ecology lapban megjelent egy tanulmány, amely először mutatta ki 16 különböző madárfajon, hogyan hat rájuk az ionizáló sugárzás mértékének megemelkedése. Az eredmények alapján a madaraknál a glutation nevű antioxidáns szintje nőtt, az oxidatív stressz és a DNS-károsodás csökkent, és azt is kimutatták, hogy azok a madarak, amelyek nagy mennyiségű feomelanint és kis mennyiségű eumelanint (a melanin két alapvető típusát) termeltek, rosszabbul reagáltak a sugárkitettségre.
Villámgyors és látványos evolúció: zöldből fekete békák
Augusztus végén jelent meg a legutóbbi tanulmány arról, hogy egyes fajok hogyan alkalmazkodhatnak a sugárkitettséghez. Pablo Burraco és Germán Oriazola, az Uppsalai Egyetem evolúcióbiológiával foglalkozó központjának állatökológiai részlegén dolgozó kutatói 2016-ban kezdték el megfigyelni, hogy az atomerőmű közelében néhány keleti levelibéka (Hyla orientalis) nem a megszokott, zöld színben pompázik, hanem feketében. A kutatók három év alatt több mint 200 hím levelibékát gyűjtöttek össze 12 különböző helyen, és a sugárfertőzöttség szintjei szerint osztályozták azokat: a világ legsugárfertőzöttebb helyszínétől a 30 kilométeres zónán kívül eső területekig.
Burraco és Oriazola azt találták, hogy a csernobili levelibékák sokkal sötétebbek, mint a zónán kívül élők, és a sötét szín valójában nem a jelenlegi sugárkitettségnek szól, hanem ezek a békák már azoknak a leszármazottai, amelyek a katasztrófa idején a legfertőzöttebb területeken élhettek. Az is kiderült, hogy a békáknál ugyanaz a melanin játszik szerepet, amelyik a szurokfekete, sugárimádó gombánál is: a kétéltűeknél ugyanúgy elnyeli és szétbontja az ionizáló sugárzás energiájának egy részét, sőt a sejten belül megtisztíthatja és semlegesítheti az ionizált molekulákat. Ez megakadályozhatja, hogy a sugárzásnak kitett egyed sejtkárosodást szenvedjen el, és növeli annak túlélési esélyeit is.
A tudósok szerint az eredményeik arra utalnak, hogy a csernobili békák villámgyors evolúciós utat járhattak be: a populációban jelen lévő sötétebb békák a katasztrófa idején védettebbek voltak, mint a többiek, és a későbbiekben sikeresebben hozhattak világra utódokat. Az azóta eltelt több mint tíz generációnyi béka közül pedig a természetes szelekció folyamatával kiválasztódtak a sötétebb békák, amelyek mára dominánssá váltak a 30 kilométeres zóna területén. Ez eddig a leglátványosabb evolúciós fejlődés Csernobil hatására, amely azt az üzenetet küldi az embernek, hogy a természetnek a legszélsőségesebb környezetben is megvannak az eszközei a túlélésre.
Kapcsolódó cikkek a Qubiten:
