切爾諾貝爾的神秘黑菇:科學家研究輻射的關鍵?

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切爾諾貝爾疏散區;攝於 2017 年。 圖片來源:Sean Gallup/Getty Images

當俄烏戰爭陷入拉鋸,俄軍手上的板斧愈來愈少之際,外長拉夫羅夫(Sergey Lavrov)警告核戰隨時會爆發。1986 年,同樣在烏克蘭地區,爆發了史上最嚴重的核電廠意外「切爾諾貝爾核事故」,告訴世人核災難的可怕。多年來科學家一直仔細研究當年的災難現場,希望為人類找出應對輻射的方法,其中一個重點研究對象,就是核電廠內生長的奇怪黑菇

2 月 24 日俄軍突襲切爾諾貝爾,佔領廢棄核電站,脅持在內的專家團隊,令外界十分關注切爾諾貝爾的情況。到 3 月 31 日,國際原子能機構證實俄軍已經撤走。不過,戰爭持續下去,可能會令核輻射進一步洩漏,又或者捲起輻射塵,烏方就公佈戰爭爆發後輻射水平有上升的跡象

事隔多年,切爾諾貝爾禁區仍然未能完全對外開放,同時,野生動物都已經適應了高幅射的環境,科學家希望藉著切爾諾貝爾案例,研究核災難對大自然的影響。在 1991 年,研究人員透過遙控機械人,發現核反應堆結構內部長了一種奇特的黑色真菌。自此之後,基輔微生物及病毒學研究所的研究團隊經常進入禁區考察,其中一位研究員 Tatyana Tugai 向 Atlas Obscura 表示,初時切爾諾貝爾就像科幻電影的死城,但隨時日過去,當地更像一個自然保育區。

在 90 年代,研究人員在切爾諾貝爾禁區發現了超過 200 種真菌類生物,科學家開始研究生物如何在極端輻射環境生存。上述提到的黑菇,蘊含豐富黑色素(melanin),為一種在人類頭髮、皮膚和眼睛都可以找到的物質,可以幫助生物抵擋紫外光線。研究團隊後來證實游離輻射會改變黑色素粒子的結構,鼓勵黑菇生長。他們發現黑菇不僅在輻射環境依然能夠生長,輻射更加改變其生物形態,刺激其生長;黑菇愈接近輻射,黑色素含量就愈高。

加州大學柏克萊分校微生學家 Tamas Torok 形容這個現象為「趨輻射性」(positive radiotropism),某些真菌生物能夠感應到放射性物質,並會朝著輻射源生長,情況就如一些趨光性的動植物一樣。他認為「趨輻射性」是一種能量轉換的機制,但原理跟更常見的光合作用和新陳代謝不同。美國葉史瓦大學團隊的研究亦證實黑色素扮演重要作用,他們比較了蘊含黑色素和沒有黑色素的真菌,發現只有前者會呈「趨輻射性」。

2016 年,SpaceX 和美國太空總署就嘗試把切爾諾貝爾的黑菇送往外太空,了解該物種能否降低輻射水平。2020 年,一份發表在 bioRxiv 的論文歸納了外太空實驗成果,指出黑菇能減少輻射含量 2%,加以應用的話,或者可以令太空人更易生存。而 Tugai 也指出,黑菇的微生物過程,能夠破壞或者轉移放射性同位素(radionuclides),分解環境中的熱粒子。當然這不代表幅射可以完全被生物修復(bioremediated),但這個發現也許可幫助專家應付未來的核災難。