1986-жылы Украинадагы (мурдагы Советтер Союзу) Чернобыл атомдук электр станциясынын 4-агрегаты катуу өрт жана буу жарылуусунан жапа чеккен. Мурда болуп көрбөгөндөй авария 100дөн ашык радиоактивдүү элементтерди (негизинен йод-131, цезий-137 жана стронций-90) түзгөн радиоактивдүү реактордун өзөгүнүн 5%дан ашыгын айлана-чөйрөгө чыгарган. Радиациянын деңгээли жакын жердеги тиричилик формаларынын аман калышы үчүн өтө жогору болгон. Кырсык болгон жерди курчап турган 10 чарчы км аянттагы карагайлар радиациянын өлүмгө дуушар болгон дозасынын таасиринен улам бир жуманын ичинде жок кылынды. Бирок, кээ бир көк жана кара козу карындар коркунучтуу жогорку радиациядан аман калбастан, кырсык болгон жерде гүлдөп жатканы аныкталган. Кийинки изилдөөлөр сайттан козу карындардын 200 түрүнүн 2000ге жакын штаммдарын бөлүп алышкан. Бул козу карын гифалары иондоштуруучу бета жана гамма-нурлануунун булагына карай өсүп, жашыл өсүмдүктөр күн нуруна карай өсө турганы аныкталган. Эң кызыгы, иондоштуруучу нурлануунун таасири меланизацияланган грибок клеткаларына жогорку энергиялуу нурлануунун (фотосинтезде күн нурунда хлорофиллдин энергияны кармаганына окшош) меланин пигментинин энергияны кармап туруусун көрсөтүүчү күчөтүлгөн өсүштү камсыз кылгандай. 2022-жылы Эл аралык космос станциясынын (ЭКС) бортунда жасалган эксперимент бул козу карындар космосто да радио-каршылык жана радиосинтез мүмкүнчүлүктөрүн көрсөткөнүн көрсөттү. Бул Чернобылдагы авария болгон жер сыяктуу экстремалдык радиациялык шарттарда жашап жана өрчүй турган меланизацияланган козу карындарды космостук нурлардан коргоо жана энергияны (космостук нурлардан) алуу үчүн колдонулушу мүмкүн экенин көрсөтүп турат.
Дүйнө жүзү боюнча өзөктүк реакторлор көбүнчө 3-5% Уран-235 камтыган байытылган уранды бөлүнүүчү материал катары колдонушат (айрым өнүккөн реакторлор Плутоний-239 же Торий-233 да колдонушу мүмкүн). Уран-235 реакторлорунун башкарылуучу бөлүнүшүнүн негизги продуктулары криптондун жана барийдин жеңил ядролору, эркин нейтрондор жана көп сандагы энергия болуп саналат. Туруксуз жеңилирээк бөлүнүүчү фрагменттердин (криптон жана барий ядролору) кийинки радиоактивдүү ажыроосу бета бөлүкчөлөрүн, гамма нурларын жана башка туруктуу кошумча продуктуларды бөлүп чыгарат.
Чернобылдагы авария (1986)
1986-жылы Украинадагы (ал кездеги Советтер Союзу) Чернобыл АЭСинин 4-агрегатында өрт жана буу жарылуусунан улам радиоактивдүү реактордун өзөгүнүн 5%тен ашыгы айлана-чөйрөгө тараган. Мурда болуп көрбөгөн кырсык айлана-чөйрөгө 100дөн ашык радиоактивдүү элементтерди бөлүп чыгарды, алардын негизгилери йод-131, цезий-137 жана стронций-90. Акыркы экөө (б.а. цезий-137 жана стронций-90) дагы эле жергиликтүү чөйрөдө олуттуу өлчөмдө бар, анткени алардын жарым ажыроо мөөнөтү 30 жылга жакын. Бул эки изотоптор, биринчи кезекте, Жердеги эң радиоактивдүү булганган аймак болуп саналат.
Сайттын жанындагы Чыгуу зонасында кээ бир жерлерде радиациянын деңгээли өтө жогору. Кыйратылган реактордун имаратында радиациянын деңгээли саатына 20 000 рентгенден жогору (салыштыруу үчүн, беш сааттын ичинде 500 рентгенге жакын нурлануунун өлүмгө алып келүүчү дозасы болуп саналат, ал кыйратылган реактордун жанында радиациянын 1% дан азын түзөт).
Чернобыль АЭСин курчап турган 10 чарчы км аянттагы радиациянын деңгээли өтө жогору болгондуктан, миңдеген карагайлар болжол менен бир нече жуманын ичинде өлүп калган. 60-100 Grays (Gy) нурлануу. Бул радиациянын дозасы дат баскан кызылга айланып, өлүп калган аймактагы карагайлар үчүн өлүмгө алып келген. Бүгүнкү күндө да гамма нурлары Кызыл токойдун кээ бир жерлеринде 17 миллирем/саатка (болжол менен 170 мкЗв/саат) жетет. Гамма нурлары өтө жогорку энергиялуу нурлануу болуп саналат. Алар терең кирип, атомдордон жана молекулалардан электрондорду чыгарып, иондорду жана эркин радикалдарды пайда кылышат, алар клеткаларга жана кыртыштарга, анын ичинде ДНК жана ферменттер сыяктуу маанилүү биомолекулаларга орду толгус зыян келтирет. Гамма нурларынын өтө жогорку дозаларынын таасири Чернобылдагы авариянын айланасындагы карагайлар менен болгон окуя сыяктуу тирүү организмдердин өлүмүнө алып келет. Бирок дайыма эмес!
Кээ бир козу карындар радиациясы жогору Чернобыль кырсыгы болгон жерде аман калбастан, өсүп-өнүккөн
Кырсык болгон жерди курчап турган 10 чарчы км аянттагы карагайлар өтө жогорку радиациянын таасиринен бир нече жуманын ичинде кырылып калса, кээ бир кара козу карындар, өзгөчө Cladosporium sphaerospermum жана Alternaria alternata Авариядан бир нече жыл өткөндөн кийин радиациянын деңгээли өлүмгө алып келе турган болсо да, бузулган 4-блоктун жанында өсүп жатканы байкалган. Бул сюрприз болду. 2004-жылга чейин ар кандай изилдөөлөр кырсык болгон жерден козу карындардын 200 түрүнүн 2000ге жакын штамын бөлүп алышкан.
Кызыктуусу, козу карындын гифалары иондоштуруучу нурлануунун булагына карай (өсүмдүктөрдүн фототропизмди көрсөткөн күн нуруна карай өскөн жолу) өскөндүгү аныкталган. Иондоштуруучу нурланууга грибоктун реакциясын өлчөгөндөн кийин, изилдөөчүлөр бета жана гамма нурлануу гифалардын булакка карай багыттуу өсүшүнө өбөлгө түзөрүн көрсөтүштү.
| Чернобыль козу карындарынын негизги касиеттери |
| Радио каршылык – кээ бир козу карындардын радиациянын жогорку деңгээлине туруштук берүү жөндөмдүүлүгү |
| Радиотропизм – иондоштуруучу нурлануунун булагына карай өсүү же жылышуу тенденциясы. – өсүмдүктөр жарыкка жооп кылып өскөн фототропизмге окшош |
| Радиосинтез – меланизацияланган Чернобылдын козу карындары меланин пигментинин жардамы менен жогорку энергиялуу иондоштуруучу нурланууну химиялык энергияга айландырышат. - фотосинтезге окшош |
| Радиотрофия – энергия булагы катары иондоштуруучу нурланууну колдонуу процесси |
Меланизацияланган микробдук түрлөр табиятта көбүрөөк кездешкендиктен, кээ бир козу карындардын бөлүнүүчү фрагменттери (радионуклиддер) менен булганган топурактарда жашашы жана өрчүшүнүн бул кереметтүү жөндөмүндө меланин пигментинин ролу бар деп ойлошкон. 2007-жылы жарыяланган эксперимент бул чындап эле ушундай болгонун көрсөткөн. Меланиндин иондоштуруучу нурлануунун таасири ачкычы болуп саналат. Иондоштуруучу нурлануу меланин пигменттеринин электрондук касиеттерин өзгөртүп, меланизацияланган грибок клеткаларынын иондоштуруучу нурлануунун таасиринен кийин жакшыртылган өсүшүнө мүмкүндүк берди. Бул меланиндин фотосинтездеги хлорофиллге окшош энергияны алууда (радиосинтезде) ролу бар экенин көрсөтүп турат. Бул ошондой эле бул козу карындарды радионуклиддердин булгануусунан тазалоодо колдонуу мүмкүнчүлүгүн билдирген.
Терең космостук адамдын миссиялары жана турак жайлары
Узак мөөнөттүү келечекте бардык планета цивилизациясы космостук таасирлерден келип чыккан экзистенциалдык коркунучтарды жаратат, демек, адамдардын көп планеталык түргө айланышы керек. Терең космостук адам миссиялары жердин чегинен тышкары адамдардын турак жайларын орнотуу үчүн каралган. Артемис Айдын Миссиясы бул багыттын башталышы болуп саналат, ал Марстагы адамдардын миссияларына жана турак жайларына даярдануу үчүн Айда жана анын айланасында адамдын узак мөөнөттүү катышуусун түзүүгө багытталган.
Адамдын терең космостук миссияларынын алдындагы эң чоң көйгөйлөрдүн бири – космостун бардык жерине тараган күчтүү космостук нурлардын тынымсыз агымы. Жердин магнит талаасы бизди жердеги космостук нурлардан коргойт, бирок бул космостогу адамдын ден соолугуна эң чоң коркунуч. Ошондуктан, терең космостук миссиялар космостук нурлардан коргоочу калкандарды талап кылат. Башка жагынан алганда, космостук нурлануу да энергиянын чексиз булагы болушу мүмкүн жана эгерде аларды колдонуу үчүн ылайыктуу технология болгондо, узак космостук миссиялардын энергетикалык автономиясын күчөтүшү мүмкүн.
Жогорку радиациялуу Чернобыл аймагында гүлдөп жаткан козу карындар космостук радиациянын адамдын терең космостук миссияларына жана турак-жайларына байланыштуу көйгөйлөрдү чечүүнү сунуш кылышы мүмкүн
Жогоруда айтылгандай, кээ бир меланизацияланган козу карындар бузулган Чернобыл атомдук электр станциясынын жогорку радиациялык булганган жеринде жана жер бетиндеги башка жогорку радиациялуу чөйрөлөрдө өсөт. Кыязы, бул козу карындардагы меланин пигменттери химиялык энергияны өндүрүү үчүн жогорку энергиялуу нурланууну колдонушат (жашыл өсүмдүктөрдөгү хлорофилдин фотосинтезде күндүн нурларын колдонгону сыяктуу). Ошентип, Чернобылдын козу карындары, эгерде алардын мүмкүнчүлүктөрү космостогу космостук нурларга жайылса, терең космостук миссияларда жогорку энергиялуу космостук нурлардан (радиокаршылык) коргоочу калкан катары да, ошондой эле энергия өндүрүүчүсү (радиосинтез) катары да иштеши мүмкүн. Окумуштуулар муну космосто сынашкан.
Козу карын Cladosporium sphaerospermum Эл аралык космос станциясында (ЭКС) анын өсүшүн жана иондоштуруучу космостук нурларды 26 күн бою Марстын бетинде жашоону туураган шартта сиңирүү жана нымдоо жөндөмдүүлүгүн изилдөө үчүн өстүрүлгөн. Натыйжада козу карындын биомассасынан улам космостук радиациянын басаңдашы жана мейкиндикте өсүү артыкчылыгы көрсөтүлдү, бул Чернобылдагы авария болгон жерде кээ бир козу карындар көрсөткөн мүмкүнчүлүктөр космостогу космостук нурларга чейин жайыла алат деп болжолдойт.
Муну айтууга али эрте, бирок келечекте бул козу карындарды Монн менен Марска жеткирүү мүмкүн болушу мүмкүн, ал жерде ылайыктуу инфраструктуранын жардамы менен бул козу карындар химиялык энергия өндүрүүчү катары иштей башташат.
***
Колдонулган адабияттар:
- Жданова Н.Н., жана башкалар 2004. Иондоштуруучу нурлануу топурактын козу карындарын өзүнө тартат. Mycol Res. 108: 1089–1096. DOI: https://doi.org/10.1017/S0953756204000966
- Дадачова Э., жана башкалар 2007. Иондоштуруучу нурлануу меланиндин электрондук касиеттерин өзгөртөт жана меланизацияланган козу карындардын өсүшүн күчөтөт. PLOS One. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0000457
- Dighton J., Tugay T., and Zhdanova N., 2008. Fungi and ionizing radiation from radionuklides. FEMS Microbiology Letters, 281-том, 2-басылышы, апрель 2008-жыл, 109–120-беттер. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1574-6968.2008.01076.x
- Ekaterina D. & Casadeval A., 2008. Иондоштуруучу нурлануу: козу карындар меланиндин жардамы менен кантип туруштук беришет, ыңгайлашат жана иштетишет. Микробиологиядагы учурдагы пикир. 11-том, 6-басылышы, декабрь, 2008-жыл, 525-531-беттер. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mib.2008.09.013
- Aversch NJH жана башкалар 2022. Дематиоздук грибокту өстүрүү Cladosporium sphaerospermum Эл аралык космос станциясынын бортунда жана иондоштуруучу радиациянын таасири. Фронт. Microbiol., 05 July 2022. Sec. Extreme Microbiology Volume 13, 2022. DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.877625
- Сихвер Л., 2022. Чернобылдын козу карындары энергия өндүрүүчүсү катары. дареги боюнча жеткиликтүү https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2022cosp…44.2639S/abstract
- Tibolla MH, and Fischer J., 2025. Radiotrophic козу карындар жана аларды радиациядан жабыркаган аймактардын биоремедиация агенттери жана коргоочу агенттер катары колдонуу. Изилдөө, коом жана өнүгүү. DOI: https://doi.org/10.33448/rsd-v14i1.47965
***
Тектеш макалалар
- Жашоонун тарыхындагы массалык кырылуулар: НАСАнын Ай Артемидасынын жана планеталардын коргонуу DART миссияларынын мааниси (23 August 2022)
- Артемис Айдын Миссиясы: Адамзаттын терең космоско карай (11 August 2022)
- ….Ак көк чекит, биз билген жалгыз үй (13 January 2022)
***
 suffered massive fire and steam explosion. The unprecedented accident released over 5% of the radioactive reactor core comprising of over 100 radioactive elements (mainly iodine-131, caesium-137, and strontium-90) in the environment. The radiation level was extremely high for the life forms in the vicinity to survive. The pine trees in 10 sq km area surrounding the accident site were killed within weeks due to exposure to lethal doses of radiation. However, certain molds and black fungi not only survived the dangerously high radiation level but were found to be thriving at the accident site. Subsequent studies isolated about 2000 strains of 200 species of fungi from the site. It was found that the fungal hyphae grew towards the source of ionizing beta and gamma radiation just the way green plants grow towards sunlight. More interestingly, exposure to ionising radiation seemed to have enabled the melanized fungal cells an enhanced growth indicating energy capture by melanin pigment in the presence of high energy radiation (similar to energy capture by chlorophyll in sunlight in photosynthesis). In 2022, an experiment aboard International Space Station (ISS) demonstrated that these fungi displayed the capabilities of radio-resistance and radio-synthesis in space as well. This suggests that the melanised fungi that survive and thrive in extreme radiation conditions like Chernobyl accident site can be used to shield deep-space human habitation from cosmic rays and to capture energy (from the cosmic rays) to enhance the energy-autonomy of the deep-space missions like Artemis towards future human habitation on the Moon and Mars.){kind=link}