Çernobil’in radyasyonla beslenen mantarı NASA’ya ümit oldu

Çernobil’in yıllardır kimsenin girmeye cesaret edemediği karanlık bölgesinde bilim insanlarını bile şaşırtan esrarengiz bir keşif yapıldı. Terk edilmiş reaktör duvarlarında büyüyen koyu renkli bir mantarın ölümcül radyasyona karşı gösterdiği olağanüstü davranış çözülemez bir gizem yaratıyor. Radyasyona doğru ilerleyen bu canlı felaketin ardından bölgede nelerin değiştiğine dair tüm bildiklerimizi sarsacak gibi duruyor.

Çernobil Nükleer Santrali’nde 1986’da meydana gelen ve tarihin en büyük nükleer felaketi olarak kayıtlara geçen patlamanın üzerinden 39 yıl geçti. Ancak bilim insanları, bu yok edici kazanın ardından bile yaşamın beklenmedik biçimlerde devam ettiğini gösteren çarpıcı bir keşfe imza attı.

Çernobil’in terk edilmiş reaktör duvarlarında yetişen Cladosporium sphaerospermum adlı koyu renkli bir mantar türünün yalnızca ölümcül radyasyona dayanmakla kalmadığı, aynı zamanda radyasyonla beslendiği ortaya çıktı.

Bu olağanüstü canlı gama ışınları gibi yüksek enerjili radyasyon türlerini kimyasal enerjiye dönüştürerek büyümesini hızlandırıyor. Araştırmacılar bu süreci, bitkilerin güneş ışığı ile fotosentez yapmasına benzer bir mekanizma olduğu için “radyosentez” olarak adlandırdı.

Bilim insanlarının son yıllarda gerçekleştirdiği çalışmalar, Çernobil’de incelenen 47 farklı mantar türünden sadece dokuzunun bu olağanüstü yeteneğe sahip olduğunu gösterdi. Bu türler, gama ışınlarının en yoğun olduğu bölgelere doğru hareket ederek daha hızlı büyüyor. Bu davranış, bilim dünyasında “radyasyon avcılığı” olarak tanımlanıyor.

Araştırmacılara göre bu süreçte anahtar rol oynayan unsur, insanlar da dahil olmak üzere birçok canlıya rengini veren melanin pigmenti. Cladosporium sphaerospermum’un yapısındaki melanin, gama ışınlarına maruz kaldığında elektronlarında değişim yaratarak enerji üretimini mümkün kılıyor. Bu sayede mantar, yüksek radyasyon altında adeta “güç depolayarak” hayatını sürdürebiliyor.

Bu bulgu henüz teori aşamasında olsa da bilim insanları radyosentez adını verdikleri bu yeni mekanizmanın doğal bir mekanizma olup olmadığını anlamak için yoğun çalışmalar yürütüyor.

Keşfin yalnızca ekolojik açıdan değil, uzay araştırmaları açısından da devrim niteliğinde sonuçlar doğurabileceği belirtiliyor. NASA’daki araştırmacılar, mantarın radyasyonu engelleme kapasitesinden yararlanarak “mantar tuğlaları” geliştirme fikri üzerinde çalışıyor.

Bu biyolojik yapı malzemelerinin hedefi ise oldukça iddialı: Ay ve Mars’taki gelecekteki üsleri kozmik radyasyondan korumak.

Uzayda, özellikle Mars’ın yüzeyinde, kozmik radyasyon insan sağlığı için son derece tehlikeli. Geleneksel kurşun kalkanlar çok ağır olduğundan, uzaya taşınmaları hem maliyetli hem de zahmetli. Oysa Cladosporium sphaerospermum ile üretilen hafif ve kendi kendini yenileyebilen biyolojik kalkanların bu soruna çözüm olabileceği düşünülüyor.

Uluslararası Uzay İstasyonu’nda (ISS) yapılan deneyler de bu umudu güçlendirdi. Mantara ait örneklerin uzay radyasyonuna maruz bırakıldığında 21 kat daha hızlı büyüdüğü belirlendi. Ayrıca mantarın büyük miktarda radyasyonu emerek arka plandaki yüzeylere geçişini azalttığı gözlemlendi. Bu bulgular, mantarı gelecekte astronotların korunması için ciddi bir aday haline getiriyor.

PLOS One’da yayımlanan bir makaleye göre Cladosporium sphaerospermum’un yalnızca radyasyonu engellemekle kalmayıp aynı zamanda radyoaktif parçacıkları yakalama ve etkisizleştirme yeteneğine sahip olduğu tespit edildi. Bu durum hem nükleer atık sahalarında hem de gelecekteki uzay görevlerinde mantarın kullanılabileceğine işaret ediyor.

Bu keşif, yeryüzündeki nükleer kirlenmiş bölgelerin temizliği için de yeni bir umut doğurdu. Zira mantarın, radyoaktif maddeleri güvenli şekilde emip dönüştürme potansiyeli, nükleer atık yönetiminde devrim yaratabilir.

Çernobil Yasak Bölgesi (CEZ), halk sağlığı açısından riskli olduğu için 1986’dan bu yana büyük ölçüde insansız. Radyoaktif kirlenme nedeniyle yasaklanan bu devasa alan, bugün yabani atlar, köpekler, kuşlar ve diğer birçok hayvan türü için sessiz bir yaşam alanı. Ancak bu canlıların da radyasyondan tamamen etkilenmediği yapılan araştırmalarla ortaya kondu.

2014 yılında Princeton Üniversitesi’nden evrimsel biyolog Cara Love ve ekibi, bölgedeki kurtların radyasyona nasıl direnç geliştirdiğini incelemek için CEZ’e giderek hayvanlardan kan örnekleri topladı.

Love ve ekibi kurtlardan kan örnekleri alıp hayvanların boyunlarına radyasyon dosimetreli GPS tasmaları taktı. Bu sayede hayvanların bulundukları yerler ve maruz kaldıkları radyasyon düzeyleri anlık olarak ölçüldü. Ardından araştırmacılar bölgedeki mutasyona uğramış kurtlarla bölge dışındaki kurtların DNA’larını karşılaştırdı.

Yapılan analizlerde bölgedeki kurtlarda kanserle alakalı çok sayıda gende mutasyonlar olduğu görüldü. Bu da hayvanların radyasyona karşı korunacak şekilde değiştikleri anlamına geliyordu. Bu keşif sayesinde uzmanlar, insanlarda kanser riskini azaltacak mutasyonları tespit edebilmeyi umuyor.

Aynı şekilde bölgede yaşayan ağaç kurbağalarının renginin daha koyu tonlara evrildiği de saptandı. Burada yaşayan kurbağalar, başka yerlerdeki akrabalarına kıyasla çok daha koyu bir renge sahip. Bilim insanları bunun radyasyonun yoğun olduğu sıcak bölgelerden kaynaklandığını düşünüyor.

Araştırmacılar, yeşil renkli kurbağaların radyasyon koşullarında hayatta kalma şansının düşük olduğunu, bu nedenle derilerinin renginin hızla koyulaştığını tahmin ediyor. Uzmanlar bu duruma “hızlı evrim” adını veriyor.

Radyoaktivitenin yüksek olduğu bölgelerde, muhtemelen en fazla koruyucu melanin pigmentine sahip doğu ağaç kurbağalarının hayatta kalma şansı en yüksekti. Bu da kurbağa popülasyonunda koyu derililerin hakimiyetine neden oldu.Pablo Burracco’nun liderliğindeki bir araştırmacı ekibinin makalesine göre, “hızlı evrim” süreci kazadan hemen sonra radyasyon seviyelerinin en yüksek olduğu günlerde yaşandı.

Araştırmacıların 2022’de The Conversation’da yayımlanan makalesinde şu ifadeler yer alıyordu:

“Çalışmamız, Çernobil’de yakalanan ağaç kurbağalarının, bölgenin dışında yakalananlara kıyasla çok daha koyu renkli olduğunu ortaya koyuyor. 2016’da tespit ettiğimiz üzere, bölgedeki kurbağaların bazıları kömür karası. Bu renk kurbağaların bugün maruz kaldığı radyasyon düzeyleriyle alakalı değil. Koyu renk, kaza sırasında en fazla serpintinin yaşandığı bölgede ya da yakınlarında yaşayan kurbağalarda tipik bir özellik.”

Bölge 2022’de Rusya’nın Ukrayna işgali sırasında kısa süreliğine Rus güçlerinin kontrolüne geçse de halen büyük oranda ıssız bir tampon bölge olarak varlığını sürdürüyor. İnsan yerleşimine kapalı olan bu coğrafya, radyasyonun canlılar üzerindeki uzun vadeli etkilerini incelemek isteyen bilim insanları için dünyanın en büyük açık hava laboratuvarlarından biri haline geldi.