1986'daki Çernobil nükleer felaketinin ardından insanların büyük ölçüde terk ettiği dışlama bölgesi, onlarca yıl içinde çok sayıda canlı türüne ev sahipliği yapmaya başladı. Ancak araştırmacıların dikkatini en çok çeken organizmalardan biri, yüksek radyasyon seviyelerinde yaşamını sürdüren siyah renkli bir mantar oldu.
Bilim insanları, Çernobil Nükleer Güç Santrali'nin dördüncü reaktörünü çevreleyen yapılarda yaşayan Cladosporium sphaerospermum adlı mantarın, iyonlaştırıcı radyasyondan faydalanıyor olabileceğini düşünüyor. Bazı araştırmacılara göre mantarın koyu rengini veren melanin pigmenti, bitkilerin güneş ışığını fotosentez yoluyla enerjiye dönüştürmesine benzer şekilde radyasyonu kullanmasını sağlayabilir. Bu varsayımsal süreç "radyosentez" olarak adlandırılıyor.
Ancak yaklaşık 30 yıldır sürdürülen araştırmalara rağmen bu mekanizmanın gerçekten var olup olmadığı henüz kanıtlanabilmiş değil.
Keşif Çernobil'de başladı
Gizemli mantarın hikâyesi 1990'ların sonunda Ukrayna Ulusal Bilimler Akademisi'nden mikrobiyolog Nelli Jdanova liderliğindeki ekibin Çernobil dışlama bölgesinde yaptığı araştırmalarla başladı.
Araştırmacılar, yıkılan reaktörü çevreleyen koruyucu yapının içinde 37 farklı mantar türü tespit etti. Bu türlerin büyük bölümü siyah veya koyu renkliydi ve yüksek miktarda melanin içeriyordu.
Toplanan örneklerde en yaygın tür Cladosporium sphaerospermum oldu. Aynı zamanda bu mantarın en yüksek radyoaktif kirlenme seviyelerine sahip organizmalardan biri olduğu belirlendi.
Radyasyon altında daha iyi büyüyor
Daha sonra ABD'deki Albert Einstein Tıp Fakültesi'nden radyofarmakolog Ekaterina Dadachova ve immünolog Arturo Casadevall'ın yürüttüğü araştırmalar, mantarın iyonlaştırıcı radyasyondan zarar görmek yerine daha hızlı gelişebildiğini ortaya koydu.
İyonlaştırıcı radyasyon, atomlardan elektron koparabilecek kadar yüksek enerji taşıyor. Bu süreç DNA'yı parçalayabiliyor, biyokimyasal reaksiyonları bozabiliyor ve insanlar dahil birçok canlı için ciddi sağlık riski oluşturuyor.
Buna karşın C. sphaerospermum'un radyasyona karşı olağanüstü direnç gösterdiği ve yüksek radyasyon altında büyümesinin hızlandığı gözlendi. Araştırmalar ayrıca radyasyonun mantardaki melanin pigmentinin davranışını değiştirdiğini de ortaya koydu.
"Radyosentez" teorisi
Dadachova ve Casadevall'ın 2008 yılında yayımladığı çalışmada ilk kez, mantarın fotosenteze benzer bir biyolojik mekanizma kullanabileceği öne sürüldü.
Bu hipoteze göre melanin, bitkilerde ışığı emen klorofil gibi davranarak iyonlaştırıcı radyasyonu enerjiye dönüştürüyor. Aynı zamanda mantarı radyasyonun zararlı etkilerine karşı koruyor.
Ancak araştırmacılar bugüne kadar mantarın radyasyondan doğrudan enerji elde ettiğini veya iyonlaştırıcı radyasyona bağlı karbon bağlama mekanizmasını deneysel olarak kanıtlayamadı.
Uzay istasyonunda da test edildi
2022 yılında yayımlanan bir başka araştırmada Cladosporium sphaerospermum, Uluslararası Uzay İstasyonu'nun dış yüzeyine yerleştirilerek kozmik radyasyona maruz bırakıldı.
Deneyde mantarın altına yerleştirilen sensörler, mantarın bulunduğu bölgede kontrol örneklerine göre daha az radyasyon geçtiğini gösterdi.
Araştırmanın amacı radyosentezi kanıtlamak değil, mantarın uzun süreli uzay görevlerinde doğal bir radyasyon kalkanı olarak kullanılıp kullanılamayacağını incelemekti. Sonuçlar, melanin bakımından zengin mantarın radyasyonu kısmen engelleyebildiğini ortaya koydu.
Hâlâ yanıt bekleyen sorular var
Bilim insanları, mantarın gerçekten radyasyondan enerji üretip üretmediğini ya da gözlenen büyüme artışının yalnızca aşırı stres koşullarına karşı geliştirilmiş bir hayatta kalma mekanizması olup olmadığını henüz bilmiyor.
Araştırmalar, benzer özelliklere sahip diğer siyah mantar türlerinde aynı etkinin görülmediğini de gösteriyor. Örneğin Wangiella dermatitidis radyasyon altında daha hızlı büyürken, Cladosporium cladosporioides yalnızca melanin üretimini artırıyor ancak büyüme hızında belirgin değişiklik göstermiyor.
Bu nedenle araştırmacılar, Cladosporium sphaerospermum'un geliştirdiği mekanizmanın kendine özgü bir evrimsel uyum olabileceğini düşünüyor. Çernobil'in en yüksek radyasyonlu bölgelerinde yaşamını sürdürebilen bu mantarın iyonlaştırıcı radyasyonla nasıl başa çıktığı ise bilim dünyasının çözmeye çalıştığı önemli gizemlerden biri olmaya devam ediyor.
