切尔诺贝利的神秘真菌可“吃辐射”？若被证实，或成未来宇航员的“生物护盾”

多年来的科学研究发现，在切尔诺贝利核事故废墟深处发现的一种神秘黑色真菌，可能“以辐射为食”。如今，科学家和天文机构正在研究，是否能够利用这种真菌，为前往月球或火星的人类宇航员建造能够屏蔽宇宙射线的“生物护盾”。

▲切尔诺贝利核事故废墟

据悉，真菌是一种具有真核的、产孢的、无叶绿体的真核生物，包含霉菌、酵母、蕈菌以及其他人类所熟知的菌菇类。

有分析认为，如果证实了相关研究中提出的假说理论且技术发展成熟，未来人类在月球或火星上的基地墙壁和家具，可能就是由这种能“吃”辐射的真菌“种”出来的。

乌微生物学家冒险进入反应堆废墟

发现黑色霉菌

1997年5月，乌克兰微生物学家奈莉·日丹诺娃冒险进入了地球上放射性最强的地方之一——切尔诺贝利核电站被炸毁的4号反应堆废墟。那里是1986年核爆炸中心。虽然在核电站周边的禁区森林里，狼和野猪等野生动物在人类撤离后数量有所反弹，但在反应堆内部，依然残留着极高水平的辐射。

▲在切尔诺贝利四号机组中发现的培养物

在保护电缆的金属导管内部、天花板和墙壁上，日丹诺娃惊讶地发现，一种黑色的霉菌正在这片被认为不适宜生命生存的废墟中“安家落户”。

日丹诺娃在此前的土壤调查中就已注意到，该地区共有37种不同的真菌，它们似乎都在朝着散落的放射性粒子方向生长。在反应堆内部的发现进一步证实了这一点：这些真菌不仅没有躲避辐射源，反而在主动向着辐射源蔓延。日丹诺娃将这种现象称为“向辐射性”。

就像植物总是向着阳光生长一样，这些真菌似乎被致命的电离辐射所吸引，甚至延伸到了爆炸反应堆内部辐射源的核心区域。

富含黑色素

像植物光合作用一样“吃”辐射

为什么霉菌会被一种通常会杀死生物、并使其发生突变的物质所吸引？日丹诺娃怀疑这与霉菌富含黑色素有关。黑色素是让我们人类拥有不同肤色和发色的物质，也是这些切尔诺贝利霉菌呈现黑色的原因。日丹诺娃认为，正如深色皮肤能保护人类免受紫外线伤害一样，这些真菌利用黑色素作为护盾来抵御电离辐射。

▲培养皿中的一种切尔诺贝利霉菌菌株富含黑色素

2007年，纽约阿尔伯特·爱因斯坦医学院的核科学家埃卡特琳娜·达达乔娃进一步深化了上述研究。她的团队发现，这些黑色素化真菌在充满放射性铯的环境中，生长速度比在无辐射环境中快了10%。达达乔娃提出了一个名为“辐射合成”的理论指出，这些真菌不仅是在忍受辐射，更是在利用辐射的能量来驱动自身的新陈代谢。

这种机制类似于植物利用阳光进行光合作用，但要强大得多。“电离辐射的能量大约比光合作用中使用的白光能量高一百万倍。”研究员达达乔娃说，“所以你需要一个相当强大的能量转换器，这就是我们认为黑色素能够做到的。它将电离辐射转换为可用的能量水平。”

辐射合成仍然只是一个理论，因为科学界尚未发现真菌将辐射转化为能量的确切机制。然而，如果该理论被证实是真的，这将对各种关键应用产生重大影响。

有可能应用于太空探险

为宇航员生成保护屏障

对于计划前往火星或在月球建立基地的人类来说，宇宙中无处不在的银河宇宙辐射是非常大的健康威胁。

为了验证这种真菌在太空环境下的表现，研究人员在2018年12月将切尔诺贝利发现的“球孢枝孢霉”样本送往了国际空间站。面对银河宇宙辐射，这些真菌在太空中的生长速度比地球上的对照组快了1.21倍。

实验团队还在国际空间站的真菌样本下方放置了传感器，结果显示，这层薄薄的黑色“生物盾牌”阻挡了辐射，而且随着真菌的生长，其防护功效也随之增加。

▲电离辐射可能导致切尔诺贝利禁区内的树蛙皮肤颜色（左）比禁区外的（右）更深

不过，研究人员没有公开宣称辐射是真菌生长更好的原因。佛罗里达大学生物化学家、该研究的合著者尼尔斯·阿弗雷希说：“我们展示的是它在太空中生长得更好。”阿弗雷希说，真菌明显的辐射防护益处仍有可能归因于黑色素以外的生物生命成分，例如水。水是一种在其结构中具有大量质子的分子（氧中有8个，每个氢中有1个），可以抵御在太空中飞驰的质子，这在天体生物学上相当于“以火攻火”。

美国国家航空航天局（‌NASA）艾姆斯研究中心的天体生物学家林恩·J·罗斯柴尔德曾表示，如果使用传统的水、塑料或铅板来建造防辐射基地，重量太大，发射成本极高，这就像“乌龟背着重壳去旅行”。

有分析指出，切尔诺贝利的黑色真菌提供了一个有潜力的解决方案。未来的月球或火星基地或许可以利用这种真菌培育出家具甚至墙壁。如果成功，这不仅能大幅降低火箭发射的载重成本，还能构成一道能够自我再生的屏障，保护宇航员免受致命宇宙射线的侵袭。

“科学家和航天机构对利用天然色素（如黑色素）在太空探索期间进行辐射防护非常感兴趣，”约翰霍普金斯大学分子微生物学和免疫学教授兼系主任阿图罗·卡萨德瓦尔说，“含有黑色素的材料，甚至在太空中生长的黑色真菌，都可以帮助保护航天器中的人类。”

卡萨德瓦尔补充说：“在切尔诺贝利地区观察到的变化表明，生命具有韧性，可以迅速适应有害的环境条件，包括辐射污染。”

红星新闻记者 邓纾怡

编辑 郭庄

审核 官莉