In u 1986, a quarta unità di a centrale nucleare di Chernobyl in Ucraina (ex Unione Soviètica) hà subitu un focu massivu è una splusione di vapore. L'accidente senza precedenti hà liberatu più di u 5% di u core di u reattore radioattivu cumpostu da più di 100 elementi radioattivi (principalmente iodiu-131, cesiu-137 è stronziu-90) in l'ambiente. U livellu di radiazione era estremamente altu per chì e forme di vita in a vicinanza sopravvivessinu. I pini in una zona di 10 km² intornu à u situ di l'accidente sò stati uccisi in poche settimane per via di l'esposizione à dosi letali di radiazione. Tuttavia, certe muffe è funghi neri ùn solu sò sopravvissuti à u livellu di radiazione periculosamente altu, ma sò stati trovati à prosperà in u situ di l'accidente. Studi successivi anu isolatu circa 2000 ceppi di 200 spezie di funghi da u situ. Hè statu trovu chì l'ife fungine sò cresciute versu a fonte di radiazioni beta è gamma ionizzanti cum'è e piante verdi crescenu versu a luce solare. Più interessante, l'esposizione à e radiazioni ionizzanti pare avè permessu à e cellule fungine melanizzate una crescita aumentata chì indica a cattura di energia da u pigmentu di melanina in presenza di radiazioni ad alta energia (simile à a cattura di energia da a clorofilla in a luce solare in a fotosintesi). In u 2022, un esperimentu à bordu di a Stazione Spaziale Internaziunale (ISS) hà dimustratu chì questi funghi anu mostratu e capacità di radioresistenza è radiosintesi ancu in u spaziu. Questu suggerisce chì i funghi melanizzati chì sopravvivenu è prosperanu in cundizioni di radiazioni estreme cum'è u situ di l'accidentu di Chernobyl ponu esse aduprati per prutege l'abitazione umana in u spaziu prufondu da i raggi cosmici è per catturà energia (da i raggi cosmici) per migliurà l'autonomia energetica di e missioni spaziali cum'è Artemis versu future abitazioni umane nantu à a Luna è Marte.
I reattori nucleari in u mondu sanu utilizanu soprattuttu uranium arricchitu chì cuntene circa 3-5% Uraniu-235 cum'è materiale fissile (certi reattori riproduttori avanzati ponu ancu aduprà Plutoniu-239 o Toriu-233). I prudutti primari di a fissione cuntrullata di l'Uraniu-235 in i reattori sò nuclei più leggeri di Criptone è Bariu, neutroni liberi è una grande quantità di energia. Ulteriori decadimentu radioattivi di frammenti fissili più leggeri instabili (nuclei di Criptone è Bariu) liberanu particelle beta, raggi gamma è altri sottoprodotti stabili.
Accidente di Chernobyl (1986)
In u 1986, un focu è una splusione di vapore à a quarta unità di a Centrale Nucleare di Chernobyl in Ucraina (tandu Unione Soviètica) anu purtatu à a liberazione di più di u 5% di u core di u reattore radioattivu in l'ambiente. L'accidentu senza precedenti hà liberatu più di 100 elementi radioattivi in l'ambiente, i principali eranu iodiu-131, cesiu-137 è stronziu-90. L'ultimi dui (vale à dì cesiu-137 è stronziu-90) sò sempre presenti in quantità significativa in l'ambiente lucale postu chì anu una emivita più longa di circa 30 anni. Quessi dui isotopi sò i principali rispunsevuli di u fattu chì a Zona d'Esclusione hè a zona più contaminata radioattivamente di a Terra.
Certi lochi in a Zona d'Esclusione vicinu à u situ anu livelli di radiazioni estremamente alti. L'edifiziu di u reattore distruttu hà un livellu di radiazioni di più di 20,000 roentgens per ora (per paragone, circa 500 roentgens in cinque ore hè a dose letale di radiazioni, chì hè menu di l'1% di a radiazione vicinu à u situ di u reattore distruttu).
U livellu di radiazione in a zona di 10 km² chì circunda a centrale di Chernobyl in a Zona d'Esclusione (chjamata Foresta Rossa) era cusì altu chì migliaia di pini sò morti in poche settimane dopu esse stati esposti à circa 60-100 Grays (Gy) di radiazioni. Sta dosa di radiazioni era letale per i pini di a zona chì sò diventati rossi ruggine è sò morti. Ancu oghje, i raggi gamma righjunghjenu un piccu di circa 17 millirem/ora (circa 170 µSv/h) in certi lochi di a Foresta Rossa. I raggi gamma sò radiazioni di altissima energia. Penetranu in prufundità è staccanu l'elettroni da l'atomi è e molecule è formanu ioni è radicali liberi chì causanu danni irreparabili à e cellule è i tessuti, cumprese biomolecule vitali cum'è u DNA è l'enzimi. L'esposizione à dosi assai elevate di raggi gamma provoca a morte di l'organismi viventi cum'è ciò chì hè accadutu à i pini intornu à u situ di l'accidentu di Chernobyl. Ma micca sempre!
Certi funghi ùn sò micca solu sopravvissuti, ma anu prosperatu in u situ di l'accidentu di Chernobyl à alta radiazione.
Mentre i pini in una zona di 10 km² intornu à u locu di l'accidentu sò stati uccisi in poche settimane per via di l'esposizione à un livellu di radiazioni estremamente altu, certi funghi neri, in particulare Cladosporium sphaerospermum e Alternaria alternata sò stati osservati cresce in vicinanza di a quarta unità dannighjata pochi anni dopu à l'accidentu, ancu s'è u livellu di radiazione era / hè sempre letale. Questu hè statu una surpresa. In u 2004, diversi studii anu isolatu circa 2000 ceppi di 200 spezie di funghi da u situ di l'accidentu.
Curiosamente, hè statu scupertu chì l'ife fungine sò cresciute versu a fonte di radiazioni ionizzanti (cum'è e piante crescenu versu a luce solare chì mostra fototropismu). Dopu a misurazione di a risposta fungina à e radiazioni ionizzanti, i circadori anu dimustratu chì sia a radiazione beta sia quella gamma prumove a crescita direzionale di l'ife versu a fonte.
| Proprietà chjave di i funghi di Chernobyl |
| Radioresistenza – capacità di certi funghi di sopravvive à livelli elevati di radiazioni |
| Radiotropismu – tendenza à cresce o à avvicinassi à una fonte di radiazioni ionizzanti. – analogu à u fototropismu induve e piante crescenu in risposta à a luce |
| Radiosintesi – i funghi melanizzati di Chernobyl cunvertenu a radiazione ionizzante d'alta energia in energia chimica aduprendu u pigmentu di melanina. – analogu à a fotosintesi |
| Radiotrofia - prucessu di usu di a radiazione ionizzante cum'è fonte d'energia |
Siccomu e spezie microbiche melanizzate sò più cumuni in natura, si pensava chì u pigmentu di melanina ghjoca un rolu in questa capacità rimarchevule di certi funghi di sopravvive è prosperà in i terreni contaminati da frammenti fissili (radionuclidi). Un esperimentu publicatu in u 2007 hà trovu chì questu era veramente u casu. L'esposizione di a melanina à a radiazione ionizzante hè a chjave. A radiazione ionizzante hà cambiatu e proprietà elettroniche di i pigmenti di melanina permettendu à e cellule fungine melanizzate una crescita migliorata dopu l'esposizione à a radiazione ionizzante. Questu indicava chì a melanina hà un rolu in a cattura di l'energia (radiosintesi), simile à ciò chì a clorofilla hà in a fotosintesi. Questu significava ancu a pussibilità di utilizà questi funghi in a pulizia di a contaminazione da radionuclidi.
Missioni è abitazioni umane in u spaziu prufondu
À longu andà, tutte e civiltà planetarie sò sottumesse à minacce esistenziali da l'impatti spaziali, da quì l'imperativu per l'omu di diventà una spezia multiplanetica. E missioni umane in u spaziu prufondu sò previste per stallà abitazioni umane fora di a Terra. A missione lunare Artemis hè un principiu in questa direzzione chì hà per scopu di creà una presenza umana à longu andà nantu à è intornu à a Luna in preparazione per e missioni è l'abitazioni umane nantu à Marte.
Unu di i più grandi sfidi prima di e missioni umane in u spaziu prufondu hè postu da u flussu custante di putenti raggi cosmichi chì pervadenu in ogni locu in u spaziu. U campu magneticu di a Terra ci prutege da i raggi cosmichi nantu à a Terra, ma hè u più grande risicu per a salute per e missioni umane in u spaziu. Dunque, e missioni in u spaziu prufondu necessitanu schermi protettivi da i raggi cosmichi. D’altronde, a radiazione cosmica puderia ancu esse una fonte illimitata d’energia è migliurà l’autonomia energetica di e missioni più lunghe in u spaziu prufondu s’ellu ci fussi una tecnulugia adatta per sfruttalle.
I funghi chì prosperanu in u situ di Chernobyl à alta radiazione puderanu offre una suluzione à e sfide poste da a radiazione cosmica à e missioni è l'abitazioni umane in u spaziu prufondu.
Cum'è discrittu sopra, certi funghi melanizzati crescenu in u situ di contaminazione à alta radiazione di a Centrale Nucleare di Chernobyl dannighjata è in altri ambienti à alta radiazione nantu à a Terra. Apparentemente, i pigmenti di melanina in questi funghi utilizanu a radiazione à alta energia per generà energia chimica (propiu u modu in cui a clorofilla in e piante verdi usa i raggi di u sole in a fotosintesi). Cusì, i funghi di Chernobyl puderanu avè u putenziale di agisce sia cum'è scudo protettivu contr'à i raggi cosmici à alta energia (radio-resistenza) sia cum'è pruduttore d'energia (radiosintesi) in missioni spaziali prufonde se e so capacità si estendenu à i raggi cosmici in u spaziu. I circadori anu testatu questu in u spaziu.
U fungu Cladosporium sphaerospermum hè statu cultivatu à bordu di a Stazione Spaziale Internaziunale (ISS) per studià a so crescita è a so capacità d'assorbe è smurzà i raggi cosmici ionizzanti per 26 ghjorni in una cundizione chì imita l'abitazione nantu à a superficia di Marte. U risultatu hà mostratu l'attenuazione di a radiazione cosmica per via di a biomassa fungina è un vantaghju di crescita in u spaziu chì suggerisce chì e capacità mostrate da certi funghi in u situ di l'accidentu di Chernobyl sò estendibili à i raggi cosmici in u spaziu.
Hè troppu prestu per dì, ma puderia esse pussibule in u futuru di trasportà sti funghi versu u Monn è Marte induve, cù l'aiutu di infrastrutture adatte, sti funghi diventerebbenu funziunali cum'è pruduttori d'energia chimica.
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Da vede:
- Zhdanova NN, Et al 2004. A radiazione ionizzante attrae i funghi di u terrenu. Mycol Res. 108: 1089–1096. DOI: https://doi.org/10.1017/S0953756204000966
- Dadachova E., Et al 2007. A radiazione ionizzante cambia e proprietà elettroniche di a melanina è migliora a crescita di i funghi melanizzati. PLOS One. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0000457
- Dighton J., Tugay T., è Zhdanova N., 2008. Funghi è radiazioni ionizzanti da radionuclidi. FEMS Microbiology Letters, Volume 281, Issue 2, Aprile 2008, Pagine 109–120. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1574-6968.2008.01076.x
- Ekaterina D. & Casadevall A., 2008. Radiazioni ionizzanti: cumu i funghi si adattanu, si adattanu è sfruttanu cù l'aiutu di a melanina. Opinione attuale in Microbiologia. Volume 11, Numeru 6, Dicembre 2008, Pagine 525-531. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mib.2008.09.013
- Averesch NJH Et al 2022. Cultivazione di u Fungu Dematiaceu Cladosporium sphaerospermum À bordu di a Stazione Spaziale Internaziunale è Effetti di e Radiazioni Ionizzanti. Front. Microbiol., 05 Lugliu 2022. Sec. Microbiologia Estrema Volume 13 2022. DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.877625
- Sihver L., 2022. I funghi di Chernobyl cum'è produttore d'energia. Disponibile à https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2022cosp…44.2639S/abstract
- Tibolla MH, è Fischer J., 2025. Funghi radiotrofichi è u so usu cum'è agenti di biorimediazione di e zone affettate da a radiazione è cum'è agenti protettivi. Ricerca, Società è Sviluppu. DOI: https://doi.org/10.33448/rsd-v14i1.47965
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 suffered massive fire and steam explosion. The unprecedented accident released over 5% of the radioactive reactor core comprising of over 100 radioactive elements (mainly iodine-131, caesium-137, and strontium-90) in the environment. The radiation level was extremely high for the life forms in the vicinity to survive. The pine trees in 10 sq km area surrounding the accident site were killed within weeks due to exposure to lethal doses of radiation. However, certain molds and black fungi not only survived the dangerously high radiation level but were found to be thriving at the accident site. Subsequent studies isolated about 2000 strains of 200 species of fungi from the site. It was found that the fungal hyphae grew towards the source of ionizing beta and gamma radiation just the way green plants grow towards sunlight. More interestingly, exposure to ionising radiation seemed to have enabled the melanized fungal cells an enhanced growth indicating energy capture by melanin pigment in the presence of high energy radiation (similar to energy capture by chlorophyll in sunlight in photosynthesis). In 2022, an experiment aboard International Space Station (ISS) demonstrated that these fungi displayed the capabilities of radio-resistance and radio-synthesis in space as well. This suggests that the melanised fungi that survive and thrive in extreme radiation conditions like Chernobyl accident site can be used to shield deep-space human habitation from cosmic rays and to capture energy (from the cosmic rays) to enhance the energy-autonomy of the deep-space missions like Artemis towards future human habitation on the Moon and Mars.){kind=link}