Radiotrofie: radiotrofe schimmels ‘eten’ straling

Een in de reactor van Tsjernobyl aangetroffen schimmel doet aan radiotrofie. Deze blijkt zich te goed te doen aan gevaarlijke radioactieve straling.

Onderzoekers waagden zich met een op afstand bestuurbare robot een kleine tien jaar later, in 1991, in de ontplofte reactor van Tsjernobyl. Ze troffen iets merkwaardigs aan. Een zwarte schimmel bedekte de koelbassins. De onderzoekers namen monsters van de schimmels en kweekten verder. [1] Ze troffen iets verbazingwekkends aan. Ook in hun proefopstellingen, waar de schimmels werden blootgesteld aan radioactiviteit, bleek dit hun groei niet te belemmeren, maar juist flink te bevorderen. Klaarblijkelijk voelden de schimmels zich erg lekker onder de gevaarlijke straling. En gebruikten deze mogelijk als energiebron. Zoals planten zonlicht gebruiken. Radiotrofie, werd de naam voor dit nieuwe, nog onbekende verschijnsel.

Cryptococcus neoformans is mogelijk een voorbeeld van radiotrofie.
Cryptococcus neoformans is mogelijk een voorbeeld van radiotrofie. Bron: Wikimedia Commons

Wat is radiotrofie?

Radioactiviteit is dodelijk, zo leren we op school. Met de ‘radium girls’ die het nieuwe lichtgevende wondermateriaal op wijzerplaten schilderden, liep het slecht af. Maar dit geldt niet voor alle wezens. Er bestaan schimmels, die juist prima gedijen op straling. Zoals snelle elektronen, maar ook andere straling. Planten leven alleen op zonlicht. Hiervan gebruiken ze blauw en rood licht, de zogenoemde fotosynthetisch actieve straling of PAR. Dit is ongeveer de helft van alle zonnestraling. Groen is voor planten een onbruikbare golflengte. Dat verklaart waarom planten meestal groen zijn.

Maar radiotrofe organismen gebruiken, denken we, een simpel, robuust systeem. Hun geheim: de zwarte kleurstof melanine die ook in gekleurde huid voorkomt. Ioniserende radioactieve straling rukt melanine uit elkaar, of verandert de configuratie van hun elektronen. Bij het proces waar deze moleculen weer herstellen, komt NADH vrij dat de schimmel als energiebron voor de stofwisseling gebruikt. Simpel, weinig efficiënt, maar wel erg robuust. Zo kunnen ze veel meer verschillende, en ook veel gevaarlijker, soorten straling aan dan planten. Daarom is melanine ook zwart. Het absorbeert echt alle licht.

Het maakt deze schimmels taaie overlevers, die het zelfs in aan straling blootgestelde delen van ruimteschepen uithouden. Ze vragen niet veel. Water, een koolstofbron, temperaturen waarbij vloeibaar water voorkomt. En veel straling, dus. Sommige van deze soorten maken ziek. Hier is hun taaiheid juist een probleem.

Nieuwe domeinen voor radiotrofisch leven

Het laat ook zien dat het leven veel taaier is dan veel mensen zich realiseren. En dat ook omgevingen die te gevaarlijk zijn voor ons, wel eens een paradijs kunnen zijn voor andere levensvormen. Zoals radiotrofe schimmels. Er komen in het heelal plekken voor die erg rijk zijn aan radioactieve straling. Zoals in een planetenstelsel dat zich vormt na een supernova. Of planeten, zoals de vroege aarde, waar het restant van een ontplofte ster, een regen van radioactief materiaal in de biosfeer dumpte.

Of denk aan de manen van Jupiter. Het zeer actieve magnetische veld van Jupiter bombardeert de oppervlakte van de grote ijsmanen Ganymedes, Callisto en Europa voortdurend met ionen. Voor ons is dit dodelijk. Maar een schimmel als Crytococcus neoformans of Wangiella dermatitidis, die dan natuurlijk wel aangepast moet zijn aan de barre omstandigheden en lage temperaturen van deze ijsmanen, ‘denkt’ daar waarschijnlijk anders over. Wellicht bestaan er radioactieve planeten[2], zwervend door het heelal, waarvan de bewoners nooit een zon hebben gezien. En dieren zich voeden met radiotrofe schimmels in plaats van met planten.

Bronnen

  1. E. Dadachova en A. Casadevall, Ionizing Radiation: how fungi cope, adapt, and exploit with the help of melanin, Curr Opin Microbiol, 2008, DOI 10.1016/j.mib.2008.09.013
  2. Katherine Kornei, No star, no problem: Radioactivity could make otherwise frozen planets habitable, Science Magazine, 2020, DOI: 10.1126/science.abc0189

2 reacties op “Radiotrofie: radiotrofe schimmels ‘eten’ straling”

    1. Het wordt niet opgegeten, de schimmel leeft van de straling die vrijkomt van het kernafval. De levensduur van het afval neemt niet af door de schimmel. Het afval is voor de schimmel als voor planten de zon die brandt tot het op is.

      Misschien kun de schimmel manipuleren en ze fluorescerend maken zodat het nog leuk wat licht geeft.

Laat een reactie achter