चेरनोबिल के मशरूम: विकिरण के तहत विषम जीवन

2024 लेखक: Seth Attwood | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-16 16:05

जीवन घातक विकिरण को भी वश में करने और अपनी ऊर्जा का उपयोग नए प्राणियों के लाभ के लिए करने में सक्षम है।

कई उम्मीदों के विपरीत, चेरनोबिल आपदा ने आसपास के जंगलों को एक मृत परमाणु रेगिस्तान में नहीं बदला। हर बादल में एक उम्मीद की किरण होती है, और अपवर्जन क्षेत्र की स्थापना के बाद, स्थानीय प्रकृति पर मानवजनित दबाव तेजी से गिरा। यहां तक कि सबसे अधिक क्षतिग्रस्त क्षेत्रों में, पौधे का जीवन जल्दी से ठीक हो गया, जंगली सूअर, भालू और भेड़िये पिपरियात घाटी में लौट आए। प्रकृति एक शानदार फीनिक्स की तरह जीवन में आती है, लेकिन विकिरण की अदृश्य घुटन को हर जगह महसूस किया जाता है।

"हम जंगल से गुजर रहे थे, आकाश एक शानदार सूर्यास्त के साथ चित्रित किया गया था," अमेरिकी माइक्रोबायोलॉजिस्ट क्रिस्टोफर रॉबिन्सन कहते हैं, जिन्होंने 2018 में यहां काम किया था। - एक विस्तृत समाशोधन में, हम घोड़ों से मिले, लगभग चालीस। और उन सभी की आंखें पीली थीं जो शायद ही हमारे बीच से गुजरने में अंतर कर सकें।" दरअसल, जानवर सामूहिक रूप से मोतियाबिंद से पीड़ित होते हैं: दृष्टि विशेष रूप से विकिरण के प्रति संवेदनशील होती है, और बहिष्करण क्षेत्र में अंधापन लंबे जीवन का एक सामान्य परिणाम है। स्थानीय जानवरों में विकास संबंधी विकार आम हैं, और कैंसर अक्सर होता है। और इससे भी अधिक विनाशकारी दुर्घटना के पूर्व उपरिकेंद्र के पास होना।

चौथा ब्लॉक, जो 1986 में विस्फोट हुआ था, कुछ महीने बाद एक सुरक्षात्मक व्यंग्य द्वारा कवर किया गया था, जहां साइट से अन्य रेडियोधर्मी मलबे एकत्र किए गए थे। लेकिन पहले से ही 1991 में, जब सूक्ष्म जीवविज्ञानी नेली ज़डानोवा और उनके सहयोगियों ने दूर से नियंत्रित जोड़तोड़ का उपयोग करके इन अवशेषों की जांच की, तो जीवन यहां भी दिखाई दिया। घातक मलबे में काले मशरूम के संपन्न समुदायों का निवास पाया गया।

बाद के वर्षों में, उनमें से लगभग सौ प्रजातियों के प्रतिनिधियों की पहचान की गई। उनमें से कुछ न केवल विकिरण के घातक स्तर का सामना करते हैं, बल्कि स्वयं भी इसके प्रति आकर्षित होते हैं, जैसे पौधे प्रकाश की ओर।

जीवित रहना

उच्च-ऊर्जा विकिरण सभी जीवित चीजों के लिए खतरनाक है। यह आसानी से डीएनए को नुकसान पहुंचाता है, जिससे कोड में उत्परिवर्तन और त्रुटियां होती हैं। भारी कण तोप के गोले जैसे रासायनिक यौगिकों को तोड़ने में सक्षम होते हैं, जिससे सक्रिय रेडिकल्स की उपस्थिति होती है, जो उन्हें मिलने वाले पहले पड़ोसी के साथ तुरंत बातचीत करते हैं। पर्याप्त रूप से तीव्र बमबारी पानी के अणुओं के रेडियोलिसिस और कोशिका को मारने वाली यादृच्छिक प्रतिक्रियाओं की एक पूरी बौछार का कारण बन सकती है। इसके बावजूद, कुछ जीव ऐसे प्रभावों के प्रति अद्भुत प्रतिरोध दिखाते हैं।

एकल-कोशिका वाले जीवों में अपेक्षाकृत सरल संरचना होती है, और मुक्त कणों द्वारा उनके चयापचय को बाधित करना इतना आसान नहीं होता है, और शक्तिशाली प्रोटीन मरम्मत उपकरण क्षतिग्रस्त डीएनए को जल्दी से ठीक करते हैं। नतीजतन, मशरूम 17,000 ग्रे विकिरण ऊर्जा को अवशोषित करने में सक्षम हैं - मनुष्यों के लिए सुरक्षित मात्रा से अधिक परिमाण के कई आदेश। इसके अलावा, उनमें से कुछ सचमुच ऐसे रेडियोधर्मी "बारिश" का आनंद लेते हैं।

इजराइल में माउंट कार्मेल के पास विकास की प्रसिद्ध घाटी एक ढलान के साथ यूरोप की ओर, दूसरी अफ्रीका की ओर उन्मुख है। उनकी रोशनी के बीच का अंतर 800% तक पहुंच जाता है, और सूरज से विकिरणित "अफ्रीकी" ढलान में मशरूम का निवास होता है जो विकिरण की उपस्थिति में बेहतर विकसित होते हैं। चेरनोबिल में पाए जाने वाले लोगों की तरह, वे बड़ी मात्रा में मेलेनिन के कारण काले दिखाई देते हैं। यह वर्णक कोशिकाओं को नुकसान से बचाते हुए, उच्च-ऊर्जा कणों को रोकने और उनकी ऊर्जा को नष्ट करने में सक्षम है।

इस तरह के एक कवक कोशिका को भंग करते हुए, एक माइक्रोस्कोप के तहत, कोई इसका "भूत" देख सकता है - मेलेनिन का एक काला सिल्हूट, जो कोशिका की दीवार में गाढ़ा परतों में जमा होता है। घाटी के "अफ्रीकी" पक्ष के मशरूम में "यूरोपीय" ढलान के निवासियों की तुलना में तीन गुना अधिक होता है। वे हाइलैंड्स में रहने वाले कई रोगाणुओं से भी समृद्ध हैं, जो प्राकृतिक परिस्थितियों में प्रति वर्ष 500-1000 ग्रे तक प्राप्त करते हैं। लेकिन मशरूम के लिए इतनी अच्छी मात्रा में अवशोषित विकिरण भी कुछ नहीं है।यह संभावना नहीं है कि यह सब मेलेनिन अकेले सुरक्षा के लिए उत्पन्न होता है।

समृद्धि

यहां तक कि 1991 में नेली ज़्दानोवा ने भी प्रदर्शित किया कि चेरनोबिल परमाणु ऊर्जा संयंत्र के पास एकत्र किए गए मशरूम विकिरण के स्रोत तक पहुँचते हैं और इसकी उपस्थिति में बेहतर विकसित होते हैं। 2007 में, इन परिणामों को संयुक्त राज्य अमेरिका में काम कर रहे जीवविज्ञानी आर्टुरो कैसादेवला और एकातेरिना दादाचोवा द्वारा विकसित किया गया था। वैज्ञानिकों ने दिखाया है कि प्राकृतिक पृष्ठभूमि की तुलना में सैकड़ों गुना अधिक विकिरण के प्रभाव में, काले मेलेनाइज्ड कवक (क्लैडोस्पोरियम स्पैरोस्पर्मम, वैंगिएला डर्माटिटिडिस और क्रिप्टोकोकस नियोफॉर्मन्स) पोषक माध्यम से कार्बन को तीन गुना अधिक तीव्रता से आत्मसात करते हैं। उसी समय, उत्परिवर्ती अल्बिनो कवक, मेलेनिन का उत्पादन करने में असमर्थ, विकिरण को आसानी से सहन करता है, लेकिन सामान्य दर से बढ़ता है।

यह कहने योग्य है कि मेलेनिन कोशिकाओं में थोड़ा अलग रासायनिक विन्यास में मौजूद हो सकता है। मनुष्यों में इसका मुख्य रूप यूमेलानिन है, यह त्वचा को पराबैंगनी विकिरण से बचाता है और इसे भूरा-काला रंग देता है। होठों और निपल्स का लाल रंग फोमेलैनिन की उपस्थिति से निर्धारित होता है। और यह फोमेलानिन है जो विकिरण के प्रभाव में कवक कोशिकाओं द्वारा निर्मित होता है, हालांकि इतनी मात्रा में यह पहले से ही पूरी तरह से काला दिखता है।

यूरोपीय संघ से फोमेलैनिन में संक्रमण के साथ एनएडीपी से फेरिकैनाइड में इलेक्ट्रॉनों के स्थानांतरण में वृद्धि होती है - यह ग्लूकोज जैवसंश्लेषण के पहले चरणों में से एक है। यह आश्चर्य की बात नहीं है कि, कुछ मान्यताओं के अनुसार, ऐसे कवक प्रकाश संश्लेषण के समान प्रतिक्रियाओं को करने में सक्षम हैं, लेकिन प्रकाश के बजाय वे रेडियोधर्मी विकिरण की ऊर्जा का उपयोग करते हैं। यह क्षमता उन्हें जीवित रहने और पनपने की अनुमति देती है जहां अधिक जटिल और बारीक जीव मरते हैं।

प्रारंभिक क्रिटेशियस काल के निक्षेपों में बड़ी संख्या में अत्यधिक मेलेनाइज्ड कवक बीजाणु पाए जाते हैं। उस युग में, कई जानवर और पौधे विलुप्त हो गए: "यह अवधि" चुंबकीय शून्य "के माध्यम से संक्रमण और" भू-चुंबकीय ढाल "के अस्थायी नुकसान के साथ मेल खाती है जो पृथ्वी को विकिरण से बचाती है," एकातेरिना दादाचोवा लिखती हैं। रेडियोट्रॉफिक मशरूम मदद नहीं कर सकते थे लेकिन इस स्थिति का फायदा उठा सकते थे। देर-सबेर हम भी इसका इस्तेमाल करेंगे।

अनुबंध

विकिरण ऊर्जा के उपयोग के लिए मेलेनिन का उपयोग अभी भी केवल एक परिकल्पना है। हालांकि, अनुसंधान जारी है, क्योंकि रेडियोट्रॉफ़ कुछ विदेशी नहीं है। संसाधनों की कमी और पर्याप्त विकिरण की स्थितियों में, कुछ सामान्य कवक मेलेनिन संश्लेषण को बढ़ा सकते हैं और "विकिरण पर फ़ीड" करने की क्षमता प्रदर्शित कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, उपरोक्त सी. स्फेरोस्पर्मम और डब्ल्यू. डर्माटिटिडिस व्यापक मिट्टी के जीव हैं, और सी. नियोफ़ॉर्मन्स कभी-कभी मनुष्यों को संक्रमित करते हैं, जिससे संक्रामक क्रिप्टोकॉकोसिस होता है।

ऐसे मशरूम प्रयोगशाला स्थितियों में काफी आसानी से बढ़ते हैं, उन्हें हेरफेर करना आसान होता है। और उच्च प्रदूषण वाले क्षेत्रों को आबाद करने की उनकी क्षमता के कारण, वे रेडियोधर्मी कचरे के निपटान के लिए एक सुविधाजनक उपकरण बन सकते हैं। आज, इस तरह का कचरा - उदाहरण के लिए, पुराने चौग़ा - आमतौर पर भंडारण के लिए दबाया जाता है और तब तक लुढ़काया जाता है जब तक कि अस्थिर न्यूक्लाइड स्वाभाविक रूप से समाप्त नहीं हो जाते। यह संभव है कि उच्च-ऊर्जा विकिरण पर जीवित रहने वाले मशरूम कई बार इस प्रक्रिया को तेज कर देंगे।

2016 में, चेरनोबिल परमाणु ऊर्जा संयंत्र के पास एकत्र किए गए मेलेनाइज्ड मशरूम को अंतरिक्ष में भेजा गया था। यहां तक कि सभी परिरक्षण को ध्यान में रखते हुए, आईएसएस पर सामान्य विकिरण स्तर पृथ्वी की सतह के पास पृष्ठभूमि विकिरण की तुलना में 50 से 80 गुना अधिक है, जो ऐसी कोशिकाओं के विकास के लिए स्थितियां प्रदान करता है। नमूनों ने वापस लौटने से पहले कक्षा में लगभग दो सप्ताह बिताए ताकि वैज्ञानिकों को यह जांचने की अनुमति मिल सके कि माइक्रोग्रैविटी ने उन्हें कैसे प्रभावित किया। शायद किसी दिन मशरूम को पीढ़ी-दर-पीढ़ी ऐसे ही रहना होगा।

किसी तारे की विकिरण ऊर्जा सौर मंडल की परिधि में जाते ही तेजी से कमजोर हो जाती है, लेकिन ब्रह्मांडीय विकिरण सबसे दूर के बाहरी इलाके में मौजूद होता है। सिद्धांत रूप में, कवक कोशिकाओं के मेलेनिन का उपयोग बायोमास का उत्पादन करने या जटिल अणुओं को संश्लेषित करने के लिए किया जा सकता है जो लंबी दूरी के मानव मिशन के दौरान आवश्यक होंगे।यह संभावना है कि भविष्य के अंतरिक्ष यान पर हरे और हरे-भरे ग्रीनहाउस के अलावा, किसी को दूसरे की व्यवस्था करनी होगी - सबसे दूर वाला, जो उपयोगी ब्लैक मोल्ड के साथ उग आया होगा जो विकिरण ऊर्जा को अवशोषित कर सकता है।