Phát hiện khả năng bí ẩn trong nấm mốc ở vùng thảm họa hạt nhân Chernobyl

Ngày 26/4/1986, thế giới rúng động trước thảm họa Chernobyl, khi một cuộc thử nghiệm an toàn tại Lò phản ứng Số 4 của Nhà máy điện hạt nhân Chernobyl thất bại thảm hại.

Lỗi thiết kế lò phản ứng cùng sai sót nghiêm trọng của con người đã dẫn đến sự tăng công suất đột ngột, gây ra hàng loạt vụ nổ phá hủy tòa nhà và đám cháy kéo dài nhiều ngày.

Hậu quả là một lượng lớn vật liệu phóng xạ phát tán khắp Ukraine, Belarus và nhiều khu vực châu Âu, biến Chernobyl thành một trong những vùng đất nhiễm xạ nguy hiểm nhất hành tinh.

Để đối phó với thảm họa môi trường này, một khu vực cấm rộng 30km đã được thiết lập nhằm hạn chế sự tiếp xúc của con người.

Tuy nhiên, giữa tàn tích hoang tàn của lò phản ứng bị phá hủy, các nhà khoa học đã khám phá ra một hiện tượng kỳ lạ: một loại nấm đen không chỉ sống sót mà còn phát triển mạnh mẽ trong môi trường bức xạ cực đoan, dường như hấp thụ bức xạ để lấy năng lượng.

Nấm đen kỳ lạ thách thức bức xạ

Năm 1997, nhà khoa học Ukraine Nelli Zhdanova đã thực hiện một cuộc khảo sát bên trong lò phản ứng Chernobyl bị hư hại và phát hiện điều bất ngờ. Nấm mốc đen phủ kín trần nhà, tường và cả các bề mặt kim loại.

Cuộc khảo sát ghi nhận 37 loại nấm, nhiều trong số đó có màu sẫm do tế bào chứa đầy melanin.

Melanin, sắc tố tạo màu da và bảo vệ con người khỏi ánh nắng mặt trời, ở các loại nấm Chernobyl lại đóng vai trò bảo vệ, hấp thụ và trung hòa bức xạ. Loài chiếm ưu thế nhất, Cladosporium sphaerospermum, thậm chí còn có xu hướng phát triển về phía các hạt phóng xạ.

Năm 2007, nhà khoa học hạt nhân Ekaterina Dadachova phát hiện nấm melanized phát triển nhanh hơn khoảng 10% khi tiếp xúc với caesium phóng xạ so với nấm không có bức xạ.

Tiến sĩ Dadachova nhận định: "Có thể nấm mốc ở đây sử dụng melanin để biến bức xạ thành năng lượng của chúng. Tương tự quá trình quang hợp ở thực vật, thay vì sử dụng ánh sáng mặt trời thì nấm ở đây lấy năng lượng qua quá trình bức xạ ion hóa".

Gần đây, các nhà khoa học tại Đại học Stanford đã tiến hành các thí nghiệm bức xạ đối với Cladosporium sphaerospermum.

Mặc dù ghi nhận khả năng phát triển trong môi trường bức xạ cao và melanin hoạt động dưới dạng bức xạ ion hóa, nhóm nghiên cứu nhấn mạnh chưa có bằng chứng rõ ràng cho thấy nấm này thực sự "ăn" bức xạ. Cơ chế chính xác của đặc điểm này vẫn còn là một ẩn số.

Sự thích nghi dựa trên melanin không chỉ giới hạn ở nấm. Những con ếch cây sống trong khu vực Chernobyl đã trở nên sẫm màu hơn so với những con ếch bên ngoài, và dường như sống sót tốt hơn trong vùng nhiễm phóng xạ.

Điều này cho thấy melanin có thể bảo vệ sinh vật và đóng góp vào quá trình tiến hóa.

Tuy nhiên, không phải tất cả các nhà nghiên cứu đều đồng tình. Một số sinh vật ở Chernobyl không phát triển nhanh hơn khi tiếp xúc với bức xạ, và nhiều loài không thể sống sót trong môi trường này.

Một nghiên cứu năm 2022 của Phòng thí nghiệm Quốc gia Sandia cũng không tìm thấy sự tăng trưởng khác biệt trong các loại nấm thử nghiệm. Do đó, việc nấm có thể tổng hợp phóng xạ vẫn chỉ là lý thuyết.

Các nhà khoa học vẫn chưa tìm thấy con đường trao đổi chất rõ ràng hoặc cơ chế sinh học chứng minh nấm đang biến bức xạ thành năng lượng. Dù vậy, sự thận trọng trong đánh giá đang thúc đẩy thêm nhiều nghiên cứu về loại nấm đặc biệt này.

26 ngày ngoài không gian: Khả năng phi thường của nấm Chernobyl

Năm 2018, các mẫu nấm từ Chernobyl đã được gửi lên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS). Trong 26 ngày, chúng tiếp xúc với mức độ bức xạ vũ trụ cao, mạnh hơn bất cứ môi trường nào trên Trái đất.

Kết quả nghiên cứu cho thấy nấm phát triển nhanh hơn trong không gian. Một lớp nấm mỏng đã chặn một phần bức xạ vũ trụ, và cảm biến đặt bên dưới mẫu ghi lại mức bức xạ thấp hơn. Điều này cho thấy nấm có thể hoạt động như một lá chắn bức xạ tự nhiên, ngay cả với một lớp mỏng.

Trong không gian, bức xạ là một trong những mối nguy hiểm lớn nhất đối với phi hành gia, đặc biệt trong các sứ mệnh thám hiểm sao Hỏa. Hành tinh này không có từ trường bảo vệ, khiến phi hành gia tiếp xúc trực tiếp với các tia vũ trụ có khả năng phá vỡ tế bào, tăng nguy cơ ung thư và ảnh hưởng đến não.

Các tấm chắn bức xạ truyền thống thường sử dụng kim loại nặng, tốn kém trong sản xuất và sử dụng. Do đó, một lá chắn sống từ nấm có thể mở ra tiềm năng sản xuất các thiết bị bảo hộ mới.

Nấm có khả năng tự phát triển, tự phục hồi và có thể trở nên dày hơn khi mức độ bức xạ tăng lên. Các nhà khoa học đang xem xét việc sử dụng nấm hoặc các vật liệu sinh học giàu melanin trong các sứ mệnh không gian.

Dù đã có những kết quả khả quan, các nhà nghiên cứu vẫn nhấn mạnh cần có thêm nhiều nghiên cứu đầy đủ hơn về các loại nấm này.

Để những loại nấm mốc từ khu vực ô nhiễm phóng xạ trở thành vật liệu bảo vệ phi hành gia, cần thêm thời gian và sự kiểm nghiệm kỹ càng trước khi chúng trở thành một phần của những sứ mệnh ngoài không gian.