Цвіль - будівельний матеріал майбутнього

Письменники-фантасти з давніх часів висувають різні версії того, як будуть виглядати прибульці з космосу. Яких тільки образів не придумано: від розумних рептилоїдів до камнеедов на кремнієвій основі. Але цілком можливо, що реальність перевершить найбожевільніші фантазії.

На початку 2000-х років, під час одного з рутинних моніторингів 4-го енергоблоку Чорнобильської АЕС за допомогою робота, інспектори виявили на внутрішніх стінках саркофага дивний чорний наліт, якого раніше не було. Проби чорного нальоту, взятого роботом, були відправлені в лабораторію, звідки прийшли дивовижні результати: при найближчому розгляді цей наліт виявився живою істотою, а саме цвіллю Cladosporium sphaerospermum.

Радикальний чорний колір їй надавав пігмент меланін, той самий, який робить білошкірих людей засмаглими (а негрів - чорними). У вчених виникла гіпотеза, що грибок "засмаг" з тими ж самими цілями, що і люди, - для захисту від випромінювання, тим більше що протягом попередніх п'ятнадцяти років вчені київського Інституту мікробіології і вірусології ім. Д. К. Заболотного НАН України вивчали колонії грибків з підвищеною кількістю меланіну, що мешкають в грунтах навколо саркофага. Однак насправді все виявилося куди більш дивно.

У 2007 році група дослідників з Нью-Йоркського медичного коледжу ім. Альберта Ейнштейна під керівництвом професора ядерної медицини і радіохімії Катерини Дадачевой опублікувала в науковому журналі PLOS One статтю "Іонізуюче випромінювання змінює електронні характеристики меланіну і прискорює ріст меланізірованних грибків" з воістину сенсаційними висновками. Вчені експериментували з містять меланін грибками Wangiella dermatitidis, Cryptococcus neoformans і тими самими "чорнобильськими" Cladosporium sphaerospermum - і виявили, що вони не просто чинять опір шкідливому впливу іонізуючих випромінювань, але і ростуть під впливом радіації набагато краще, ніж без неї!

Підвищення рівня радіації в 500 разів викликало триразове прискорення приросту біомаси (в порівнянні з необлучаемимі або немеланізірованнимі грибками цих же видів). А "чорнобильські" Cladosporium sphaerospermum показали ще більш цікавий ефект: радіація прискорювала їх зростання навіть в умовах, коли було обмежено кількість поживних речовин. Однак спочатку було не ясно, навчилася цвіль використовувати гамма-випромінювання, як рослини світло - для фотосинтезу (точніше, радіосінтеза), або просто використовує енергію іонізації для прискорення звичайного гетеротрофного харчування.

Цвіль негайно почали нещадно мучити в багатьох наукових лабораторіях, і схоже, що вченим все-таки вдалося вибити з неї щиросердне зізнання. Як показує опубліковане в 2011 році в журналі Bioelectrochemistry дослідження американської Національної лабораторії Саванна-Рівер "Гамма-випромінювання взаємодіє з меланіном, змінюючи його окислювально-відновний потенціал, і виробляє електричний струм", хитрий грибок, мабуть, все-таки примудряється використовувати енергію радіації, хоча подробиці відбуваються при цьому молекулярних процесів все ще залишаються невідомими.

Якщо ці висновки підтвердяться, то крім далекосяжних наслідків (і фундаментальних - в області біології і радіохімії, і цілком прикладних - в галузі матеріалознавства) це може перевернути наше розуміння такої області, як далекі космічні подорожі.

Адже це відкриття фактично викреслює зі списку необхідних передумов для високорозвиненого життя таку вимогу, як знаходження в зоні населеності.

Серйозні сумніви щодо цих аспектів почали з'являтися вже давно, особливо після відкриття екосистем навколо "чорних курців" - гідротермальних джерел на дні океану. Там, у вічній пітьмі, неможливий фотосинтез, тому основу харчового ланцюжка складають бактерії, які здійснюють хемосинтез. Енергію бактерії отримують, окислюючи викидаються з джерела хімікати, наприклад сірководень. Саме такі екосистеми має сенс шукати в підлідних океанах Європи (супутника Юпітера).

Однак обмеження хемосинтезу очевидно: хімічне паливо (навіть таке несмачне, як сірководень) має неприємну особливість швидко закінчуватися - іноді куди швидше, ніж нещасні жителі встигнуть еволюціонувати і винайти комунізм, електрифікацію або хоча б ракети, щоб втекти, поки не пізно. Не кажучи вже про те, що для гідротермальних джерел необхідна вулканічна активність, яка не завжди є в наявності: на Європі, швидше за все, вона є, а ось на Марсі - немає. Радіація ж взагалі не вимагає наявності планети!

Такі міркування приводять нас до концепції "живого корабля". Одна з найбільш відомих її ілюстрацій - Lеxx з однойменного фантастичного серіалу, де показані переваги даного підходу, зокрема - здатність до самовідновлення і розмноженню. Як бачимо, природа вже зробила кроки в правильному напрямку. Клітини грибів оснащені хітинової оболонкою, а це в умілих руках відмінний структурний матеріал (ракоподібні, комахи і арахніди не дадуть збрехати).

Космонавтам майбутнього може вельми стати в нагоді будматеріал, здатний самостійно лагодити себе при пошкодженнях, розмножуватися спорами, добудовувати нові секції з космічного сміття і відходів прямо на льоту і ще до всього іншого годувати екіпаж (якщо частина виробленої біомаси буде їстівна). І навіть брати на себе медичні функції за рахунок природної антибіотичної активності - а це зовсім не зайве, якщо найближча «аптека» з пеніциліном залишилася в світлових роках за кормою! Ось тільки чи будуть командувати таким кораблем люди ... або еволюціонувала цвіль, в міцелії якої поки дрімають задатки підкорювача космосу?