切尔诺贝利惊现变异生物竟掌握特殊本领，学会“食用”辐射，以此达成更快生长

据英媒3月10日报道，1986年切尔诺贝利核事故后，科学家原以为会形成一片几乎无法生存的死亡地带，却发现了能适应并存活下来的生命，球孢枝孢菌便是典型例子。这种常见的黑色真菌不仅耐受辐射，还会朝着辐射生长，在辐射水平最高的表面定殖。

球孢枝孢菌与太空的关联，对宇航员而言是个好消息。太空旅行存在照片中看不到的问题——辐射。地球的保护性磁场外，高能粒子会撞击航天器及其内部人员，损害DNA并增加长期健康风险。工程师虽可添加防护罩，但火箭发射对重量有严格限制，每增加1千克都要付出代价，深空任务规划者面临此难题。

于是有研究者提出新问题：能否让生物成为可自我更新的辐射防护罩？这一想法聚焦于球孢枝孢菌，它属于能产生大量黑色素的“黑色”真菌。在人类身上，黑色素有助于保护细胞免受紫外线伤害；科学家认为在这些真菌中，黑色素也能减少电离辐射造成的损害。电离辐射能量足以击落原子中的电子，引发有害化学反应。地球上一些放射性很强的地方的真菌甚至表现出“正向趋光性”，即似乎会朝着辐射生长。研究者还用“辐射营养”这一概念，指辐射可能为生物新陈代谢提供能量，不过这一观点仍有争议且难以证实。

为进一步研究，研究者将球孢枝孢菌送入国际空间站的立方实验室模块。国际空间站虽处于地球磁场部分保护范围内，但辐射仍比地面强。实验装置内有两个树莓派电脑、一个带内置光源的相机、温度和湿度传感器以及两个辐射传感器。一个分开的培养皿装有样本，一半是含球孢枝孢菌的马铃薯葡萄糖琼脂，另一半是不含该真菌的相同琼脂作为阴性对照。

实验装置的布置有讲究。一个辐射传感器置于培养皿每半部分的下方，两个传感器“向上”透过几乎相同的材料，只有一侧形成了真菌生物质层。由于国际空间站周围辐射会随轨道运行变化，且地球和空间站结构的屏蔽会改变探测器记录的数据，所以团队将培养皿和传感器朝向远离地球的方向。

研究团队对球孢枝孢菌的生长进行了细致监测。接种后的培养皿在运输过程中保持在约4℃的低温，以防止真菌在观察开始前过度生长。在国际空间站上，系统每30分钟拍摄一次照片，持续576小时，收集了1000多张图像，还频繁记录温度和湿度，平均每1.5分钟记录一次辐射计数，整个实验持续约622.5小时，每个辐射传感器记录了数万次计数。为在不接触培养皿的情况下测量生长情况，团队处理图像并将亮度变化作为真菌覆盖琼脂量的替代指标，然后将这些值转换为0到1的“相对光学密度”刻度。地球上的地面对照实验模拟了相同的温度变化并采用相同的拍照方法，只是没有太空环境，以便探究真菌在太空和地球上的生长差异。

实验结果显示，在国际空间站的硬件内，温度迅速上升后稳定在约31.5℃。在此条件下，真菌完全覆盖了琼脂。研究人员模拟生长曲线后估计，太空中的生长速率约为地面对照的1.21倍（约高21%），他们将这种模式描述为与可能的“辐射适应性”反应一致。不过，辐射可能只是影响因素之一，微重力也会改变流体运动和细胞相互作用，进而影响生长。

关于辐射传感器的数据显示，两个传感器虽同时置于同一培养皿下方，但记录结果有差异。整个实验过程中，真菌侧下方的传感器记录的每分钟计数略少于对照侧，分别为约147次和151次。这种差异随时间变化，实验初期真菌层较薄时，两个传感器记录的数据较接近；后期真菌形成稳定层后，差异增大，这降低了传感器一开始就记录数值偏低的可能性。

黑色素和水在防护辐射中起着关键作用。黑色素是该假设的核心，辐射会产生反应性分子，黑色素可吸收能量并帮助中和这些分子造成的一些化学损害。研究还指出一个简单的材料原理：富含氢的材料有助于减缓某些太空辐射，特别是高能质子和中子。生物质含有大量水分，水又富含氢，所以厚层湿润生物材料按单位质量计算，有时可作为有效的防护罩，这还未考虑黑色素可能带来的特殊化学作用。不过，作者谨慎描述防护效果，使用了“可能”“或许”等词，因为防护效果取决于粒子类型、能量、厚度和几何形状等因素，高能宇宙射线撞击防护罩时还会产生次级粒子，所以工程师在将任何材料视为解决方案前，需进行更精确的辐射剂量测量。

该实验存在一定局限性。这只是一个原理验证测试，样本量小，限制了结论的普遍性。真菌在密封的培养皿中生长，内有琼脂和少量顶部空间，难以分离所有可能的影响因素。最重要的是，实验未证明真菌以“辐射合成”的方式生存，即像植物利用阳光一样直接以辐射为生。后续研究可使用更灵敏的传感器并重复试验，以测试该效应在不同条件下的稳定性。

球孢枝孢菌未来在太空或有广泛应用。活体辐射防护罩概念与原位资源利用理念相关，即宇航员应在旅行地制造有用材料，而非从地球携带所有物资。球孢枝孢菌可从少量样本开始生长成较厚层，理论上还能在受损后自我修复。作者还讨论了将真菌生物质或黑色素与月球或火星土壤等当地材料混合，制造兼具结构和防护功能的“活体复合材料”。目前，航天器设计者已采用多种防护措施，包括轨道规划、监测太阳活动和设置专用避难所以应对太阳的短时强辐射爆发。

（原文标题：Mutated life form at Chernobyl learned to grow faster by 'eating' radiation）