Dai funghi radiotrofici di Chernobyl nuove speranze per i viaggi spaziali

Nel 1991, durante una verifica di routine del quarto reattore della centrale nucleare di Chernobyl da parte di un robot, gli ispettori osservarono la presenza di uno strano deposito nero sulle pareti interne. Dei campioni di questo deposito furono prelevati dal robot ed analizzati in laboratorio. La scoperta fu incredibile! Si trattava di materiale biologico in grado di sopravvivere in presenza di radiazioni ionizzanti. Più precisamente si trattava della muffa Cladosporium sphaerospermum (Fig. 1).

Figura 1 – Immagine al microscopio ottico del fungo Cladosporium sphaerospermum, isolato in uno dei reattori in disuso della centrale nucleare di Chernobyl, con in evidenza la colorazione nera della superficie cellulare.

Il colore nero della superficie di questo fungo era dovuto ad una produzione significativa di melanina, ossia lo stesso pigmento che scurisce la pelle dell’uomo quando esposta alle radiazioni solari. Inizialmente, i ricercatori hanno supposto che il fungo potrebbe essersi “abbronzato” per la stessa ragione degli esseri umani, ossia per proteggersi dalle radiazioni dannose.

Nel 2007, un gruppo di ricercatori dell’Albert Einstein College of Medicine della Yeshiva University di New York ha scoperto che alcuni funghi sono in grado di sfruttare come fonte energetica per il proprio metabolismo qualcosa che per le altre specie viventi è estremamente dannoso: le radiazioni ionizzanti.

Precisamente, furono condotti test di crescita con tre specie di funghi producenti melanina in condizioni di irraggiamento con radiazioni ionizzanti, quali Wangiella dermatitidis, Cryptococcus neoformans (Fig. 2) e C. sphaerospermum di Chernobyl, con un’intensità pari a 500 volte il fondo naturale. I risultati ottenuti hanno mostrato non solo che tutte le specie citate resistono a radiazioni letali ma che sia la specie W. dermatitidis, che produce naturalmente melanina, sia la specie C. neoformans, che può essere artificialmente indotta a produrla, nelle condizioni sperimentali realizzate crescevano maggiormente e più velocemente rispetto alle controparti lasciate in condizioni di crescita normali.

Figura 2 – Immagine al microscopio ottico del fungo Cryptococcus neoformans, in grado di produrre melanina se irradiato con raggi gamma.

Inoltre, il C. sphaerospermum ha mostrato effetti ancora più interessanti: le radiazioni ionizzanti accelerano la sua crescita anche in presenza di terreni di coltura privi di significative quantità di sostanze nutritive, per cui si tratta di un microrganismo in grado di “mangiare” le radiazioni, ossia un fungo radiotrofico.

Da questo studio è emerso che proprio come il pigmento clorofilla è in grado di convertire la luce solare nell’energia chimica che consente alle piante di vivere e svilupparsi, così la melanina può utilizzare un’altra frazione dello spettro elettromagnetico, ossia la radiazione ionizzante, a beneficio dei funghi radiotrofici.

Inoltre, da ormai 20 anni i ricercatori di diverse regioni del mondo stanno studiando le colonie di funghi e muffe che presentano un aumento di melanina, nel suolo intorno al muro di cemento, ormai quasi disintegrato, che circonda il più grande disastro della storia del nucleare civile.

Nel 2011 i biotecnologi statunitensi del Savannah River National Laboratory hanno pubblicato lo studio “Gamma radiation interacts with melanin to alter its oxidation-reduction potential and results in electric current production” nel quale spiegano che i raggi gamma interagiscono con la melanina modificandone il suo potenziale ossido-rigeneratore, generando come effetto finale la produzione di elettricità ed energia metabolica. Per cui i funghi che vivono intorno ai resti della centrale nucleare di Chernobyl hanno sviluppato mutazioni genetiche che consentono loro di utilizzare l’energia delle radiazioni ionizzanti per la propria sopravvivenza, anche se nessuno sa ancora attraverso quali processi molecolari.

Se queste conclusioni dovessero essere ulteriormente confermate da altri studi, esse potrebbero avere delle conseguenze molto importanti sia per la ricerca di base sia per quella applicata. In particolare, queste “super-specie” microbiche potrebbero cambiare completamente la nostra visione e la fattibilità dei viaggi spaziali in quanto la scoperta di forme di vita “mangia-radiazioni” metterebbe in dubbio anche quelle che si pensava fossero le caratteristiche fondamentali di una realtà nella quale si possano sviluppare forme di vita, e che fino ad oggi escludevano categoricamente la presenza di radiazioni ionizzanti.

Infine, secondo alcuni ricercatori, questi funghi potrebbero anche essere utilizzati per rifornire di materia organica e alimentare le missioni spaziali di lunga durata, potendo essere coltivati con efficienza in ambienti esposti alle radiazioni cosmiche.

 

Sitografia

  • http://www.lescienze.it/news/2007/05/23/news/funghi_golosi_di_radiazioni-582640/
  • http://www.greenreport.it/news/aree-protette-e-biodiversita/gli-extraterrestri-sono-tra-noi-e-vivono-nel-sarcofago-di-chernobyl/
  • https://it.wikipedia.org/wiki/Fungo_radiotrofico

Bibliografia

  • Dadachova E, Bryan RA, Huang X, Moadel T, Schweitzer AD, et al (2007) Ionizing Radiation Changes the Electronic Properties of Melanin and Enhances the Growth of Melanized Fungi. PLoS ONE 2(5): e457. doi:10.1371/journal.pone.0000457
  • Turick CE, Ekechukwu AA, Milliken CE, Casadevall A, Dadachova E (2011) Gamma radiation interacts with melanin to alter its oxidation–reduction potential and results in electric current production. Bioelectrochemistry 82:69–73

Crediti immagini

  • https://en.wikipedia.org/wiki/Cladosporium
  • http://www.idimages.org/images/organismdetail/?imageid=1763&altimageid=1621
  • http://www.ilfattoalimentare.it/radiazioni-chernobyl-fukushima.html

Informazioni su Nicola Di Fidio 9 Articoli

Industrial and environmental biotechnologist
Dept. of Bioscience, Biotechnology and Biopharmaceutics
University of Bari “Aldo Moro”
Via E. Orabona, 4
70125 Bari, Italy
E-mail: nicola.difidio91@gmail.com

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