Der schwarze Pilz von Tschernobyl und die mögliche Radiosynthese

In den stark radioaktiven Ruinen von Tschernobyl zog ein schwarzer Pilz Aufmerksamkeit auf sich, weil er etwas Unerwartetes tat: Statt ionisierender Strahlung lediglich standzuhalten, zeigte er bei ihrer Einwirkung ein beschleunigtes Wachstum. Daraus entstand die faszinierende, bislang jedoch unbewiesene Vermutung, dass sein Melanin dem Organismus dabei helfen könnte, Strahlung auf irgendeine Weise zu nutzen.

Was fanden Wissenschaftler in Tschernobyl?

Ende der 1990er-Jahre begannen Forschende, die Organismen zu untersuchen, die in der Nähe des zerstörten Reaktors von Block Vier gedeihen. Ein Team unter Leitung der Mikrobiologin Nelli Zhdanova von der Nationalen Akademie der Wissenschaften der Ukraine identifizierte 37 Pilzarten rund um die Reaktorhülle.

Viele dieser Organismen waren dunkel oder schwarz und enthielten große Mengen Melanin. In den Proben dominierte Cladosporium sphaerospermum; zugleich zählte die Art zu den Pilzen mit den höchsten radioaktiven Kontaminationswerten, die das Forschungsteam feststellte.

Warum scheint Strahlung diesen Pilz zu begünstigen?

Ionisierende Strahlung kann Elektronen aus Atomen lösen, Moleküle schädigen und DNA beschädigen. Umso überraschender war das Ergebnis von Experimenten unter Leitung von Ekaterina Dadachova und Arturo Casadevall, die mit dem Albert Einstein College of Medicine verbunden sind: Unter Strahlung wuchs der Pilz schneller.

Die Untersuchungen deuteten außerdem auf Veränderungen im Verhalten des Melanins hin. Deshalb schlugen Forschende 2008 einen möglichen Zusammenhang mit einem Prozess namens Radiosynthese vor. Zu den Beobachtungen, die diese Hypothese stützten, gehörten:

• Während der Einwirkung ionisierender Strahlung zeigte der Pilz beschleunigtes Wachstum.
• Die Eigenschaften des Melanins veränderten sich unter Strahlung.
• Melaninreiche Pilze erwiesen sich als besonders überlebensfähig in radioaktiven Umgebungen.
• Das Pigment könnte sowohl Zellen schützen als auch an noch nicht vollständig verstandenen Prozessen beteiligt sein.

Ernährt sich der Pilz tatsächlich von Strahlung?

Trotz dieser verbreiteten Bezeichnung haben Wissenschaftler bislang nicht nachgewiesen, dass C. sphaerospermum Strahlung in nutzbare biologische Energie umwandelt. Weder ein vollständiger Stoffwechselweg noch eine durch ionisierende Strahlung angeregte Kohlenstofffixierung wurden bisher belegt – ein entscheidender Punkt für den Nachweis der Radiosynthese.

In einem Beitrag aus dem Jahr 2022 betonten Nils Averesch von der Stanford University und seine Kollegen die Grenzen der bisherigen Belege: „Die Radiosynthese selbst muss jedoch noch nachgewiesen werden, geschweige denn die Reduktion von Kohlenstoffverbindungen zu Formen mit höherem Energiegehalt oder die durch ionisierende Strahlung angetriebene Fixierung von anorganischem Kohlenstoff.“

Sieh dir das Video an, das der YouTube-Kanal Nunca vi 1 cientista falando sobre os fungos de Chernobyl geteilt hat.

Reagieren andere Pilze auf dieselbe Weise?

Die Beobachtungen aus Tschernobyl bedeuten nicht, dass jeder dunkle Pilz gleichermaßen von Strahlung profitiert. So zeigte auch die schwarze Hefe Wangiella dermatitidis ein schnelleres Wachstum unter ionisierender Strahlung. Das verstärkt den Verdacht, dass Melanin bei dieser Reaktion eine wichtige Rolle spielen könnte.

Cladosporium cladosporioides reagierte dagegen anders. Gamma- oder Ultraviolettstrahlung erhöhte seine Melaninproduktion, beschleunigte sein Wachstum jedoch nicht. Dieser Unterschied lässt die Möglichkeit offen, dass das beobachtete Verhalten eine besonders wirksame Stressreaktion und keine Form der Energiegewinnung ist.

Kann dieser Pilz die Weltraumforschung unterstützen?

Das Interesse an C. sphaerospermum reicht inzwischen über Tschernobyl hinaus bis zur Internationalen Raumstation. Bei einem Experiment registrierten Sensoren unter einer Petrischale mit dem Pilz weniger Strahlung als Sensoren unter einer Kontrollschale, die nur Agar enthielt. Dies weist auf einen möglichen Abschirmungseffekt hin.

Der Fund ebnet den Weg für Untersuchungen biologischer Materialien, die den Schutz von Astronauten bei langen Missionen ergänzen könnten. Für die Bezeichnung eines lebenden Strahlungsschilds ist es noch zu früh. Doch zu verstehen, wie dieser Pilz überlebt und mit extremen Umgebungen interagiert, könnte entscheidend sein. Die nächsten Studien sollte man im Blick behalten, denn die Antwort könnte unsere Sicht auf die Grenzen des Lebens verändern.