Chernobil zamburug'lari chuqur kosmik missiyalar uchun kosmik nurlarga qarshi qalqon sifatida 

1986 yilda Ukrainadagi (sobiq Sovet Ittifoqi) Chernobil AESning 4-agregati kuchli yong'in va bug 'portlashiga uchradi. Misli ko'rilmagan avariya 100 dan ortiq radioaktiv elementlardan (asosan yod-131, seziy-137 va stronsiy-90) tashkil topgan radioaktiv reaktor yadrosining 5% dan ortig'ini atrof-muhitga chiqardi. Yaqin atrofdagi hayot shakllari omon qolishi uchun radiatsiya darajasi juda yuqori edi. Voqea sodir bo'lgan joyni o'rab turgan 10 kvadrat kilometr maydondagi qarag'ay daraxtlari halokatli nurlanish dozalari ta'sirida bir necha hafta ichida nobud bo'ldi. Biroq, ba'zi mog'or va qora zamburug'lar nafaqat xavfli darajada yuqori radiatsiya darajasidan omon qoldi, balki avariya sodir bo'lgan joyda gullab-yashnaganligi aniqlandi. Keyingi tadqiqotlar 200 turdagi zamburug'larning 2000 ga yaqin shtammlarini saytdan ajratib oldi. Aniqlanishicha, qo'ziqorin gifalari yashil o'simliklar quyosh nuriga qarab o'sadigan tarzda ionlashtiruvchi beta va gamma nurlanish manbasiga qarab o'sgan. Qizig'i shundaki, ionlashtiruvchi nurlanish ta'siri melanizatsiyalangan qo'ziqorin hujayralariga yuqori energiyali nurlanish (fotosintezda quyosh nurida xlorofill tomonidan energiya olish kabi) mavjud bo'lganda melanin pigmenti tomonidan energiya olishini ko'rsatadigan yaxshilangan o'sishni ta'minladi. 2022-yilda Xalqaro kosmik stansiya (XKS) bortida o‘tkazilgan eksperiment bu zamburug‘lar kosmosda ham radio qarshilik va radiosintez qobiliyatini namoyon etishini ko‘rsatdi. Bu shuni ko'rsatadiki, Chernobil halokati joyi kabi ekstremal radiatsiya sharoitida omon qoladigan va rivojlanadigan melanizatsiyalangan qo'ziqorinlar chuqur kosmosdagi odamlarning yashash joylarini kosmik nurlardan himoya qilish va energiyani (kosmik nurlardan) olish uchun chuqur kosmik missiyalarning energiya avtonomiyasini kuchaytirish uchun ishlatilishi mumkin.  

Butun dunyo bo'ylab yadroviy reaktorlar asosan bo'linadigan material sifatida taxminan 3-5% Uran-235 bo'lgan boyitilgan urandan foydalanadi (ba'zi ilg'or selektsioner reaktorlar ham Plutoniy-239 yoki Toriy-233 dan foydalanishi mumkin). Uran-235 ning reaktorlarda boshqariladigan bo'linishining asosiy mahsulotlari Kripton va Bariyning engil yadrolari, erkin neytronlar va katta miqdordagi energiyadir. Beqaror yengilroq parchalanuvchi fragmentlarning keyingi radioaktiv parchalanishi (kripton va bariy yadrolari) beta zarralari, gamma nurlari va boshqa barqaror yon mahsulotlarni chiqaradi.  

Chernobil avariyasi (1986) 

1986 yilda Ukrainadagi (o'sha paytda Sovet Ittifoqi) Chernobil AESning 4-blokida yong'in va bug'ning portlashi natijasida radioaktiv reaktor yadrosining 5% dan ortig'i atrof-muhitga chiqarildi. Misli ko'rilmagan avariya atrof-muhitga 100 dan ortiq radioaktiv elementlarni chiqardi, asosiylari yod-131, seziy-137 va stronsiy-90 edi. Oxirgi ikkitasi (ya'ni seziy-137 va stronsiy-90) mahalliy muhitda hali ham sezilarli miqdorda mavjud, chunki ularning yarimparchalanish muddati 30 yilni tashkil qiladi. Ushbu ikki izotop, birinchi navbatda, istisno zonasi Yerdagi eng radioaktiv ifloslangan hudud bo'lishi uchun javobgardir.  

Sayt yaqinidagi istisno zonasidagi ba'zi joylarda radiatsiya darajasi juda yuqori. Vayron qilingan reaktor binosi soatiga 20 000 rentgendan ortiq nurlanish darajasiga ega (taqqoslash uchun, besh soat davomida 500 rentgenga yaqin nurlanishning halokatli dozasi, bu vayron qilingan reaktor maydoni yaqinidagi nurlanishning 1% dan kamrog'ini tashkil qiladi).   

Chernobil AESini oʻrab turgan 10 kv.km maydondagi radiatsiya darajasi shu qadar yuqori ediki, “Qizil oʻrmon” deb ataladigan hududda minglab qaragʻay daraxtlari taxminan bir necha hafta ichida nobud boʻldi. 60-100 Grays (Gy) nurlanish. Ushbu radiatsiya dozasi zanglagan-qizil rangga aylangan va nobud bo'lgan qarag'ay daraxtlari uchun halokatli edi. Hatto bugungi kunda ham gamma nurlari Qizil o'rmonning ba'zi joylarida 17 millirem/soat (taxminan 170 mkSv/soat) cho'qqisiga chiqadi. Gamma nurlari juda yuqori energiyali nurlanishdir. Ular chuqur kirib boradi va atomlar va molekulalardan elektronlarni chiqarib tashlaydi va hujayralar va to'qimalarga, shu jumladan DNK va fermentlar kabi hayotiy biomolekulalarga tuzatib bo'lmaydigan zarar etkazadigan ionlar va erkin radikallarni hosil qiladi. Gamma nurlarining juda yuqori dozalari ta'sirida tirik organizmlar nobud bo'ladi, chunki Chernobil avariyasi atrofidagi qarag'ay daraxtlari bilan sodir bo'lgan voqea. Lekin har doim emas!  

Ba'zi zamburug'lar nafaqat tirik qoldi, balki yuqori radiatsiyaviy Chernobil avariyasida ko'paydi  

Voqea joyini o'rab turgan 10 kvadrat kilometr maydondagi qarag'ay daraxtlari juda yuqori radiatsiya ta'siridan bir necha hafta ichida nobud bo'lgan bo'lsa-da, ba'zi qora zamburug'lar, ayniqsa Cladosporium sphaerospermum va Alternaria alternativa avariyadan bir necha yil o'tgach, radiatsiya darajasi hali ham halokatli bo'lsa-da, shikastlangan 4-bo'lim yaqinida o'sib borayotgani kuzatildi. Bu ajablanib bo'ldi. 2004 yilga kelib, turli xil tadqiqotlar halokat joyidan 200 turdagi zamburug'larning 2000 ga yaqin shtammlarini ajratib oldi.  

Qizig'i shundaki, qo'ziqorin gifalari ionlashtiruvchi nurlanish manbasiga qarab o'sganligi aniqlandi (xuddi o'simliklar fototropizmni ko'rsatadigan quyosh nuriga qarab o'sadi). Ionlashtiruvchi nurlanishga qo'ziqorin reaktsiyasini o'lchash natijasida tadqiqotchilar beta va gamma nurlanishi gifalarning manba tomon yo'naltirilgan o'sishiga yordam berishini ko'rsatdi.  

Tabiatda melanizatsiyalangan mikrob turlari ko'proq tarqalganligi sababli, ba'zi zamburug'larning parchalanuvchi bo'laklar (radionuklidlar) bilan ifloslangan tuproqlarda omon qolishi va rivojlanishidagi bu ajoyib qobiliyatida melanin pigmentining roli bor deb hisoblangan. 2007 yilda chop etilgan tajriba shuni ko'rsatdiki, bu haqiqatan ham shunday edi. Melaninning ionlashtiruvchi nurlanishga ta'siri asosiy hisoblanadi. Ionlashtiruvchi nurlanish melanin pigmentlarining elektron xususiyatlarini o'zgartirdi, bu esa melanizatsiyalangan qo'ziqorin hujayralarining ionlashtiruvchi nurlanish ta'siridan keyin yaxshilangan o'sishiga imkon berdi. Bu shuni ko'rsatadiki, melanin fotosintezda xlorofillga o'xshab energiya olishda (radiosintez) rol o'ynaydi. Bu shuningdek, ushbu qo'ziqorinlarni radionuklidlar bilan ifloslanishdan tozalashda foydalanish imkoniyatini ham anglatardi.   

Chuqur kosmosdagi inson vazifalari va yashash joylari  

Uzoq muddatda barcha sayyoralar tsivilizatsiyasi koinot ta'siridan kelib chiqadigan ekzistensial tahdidlarni keltirib chiqaradi, shuning uchun odamlar ko'p sayyora turiga aylanishlari kerak. Chuqur kosmik inson missiyalari yerdan tashqarida odamlarning yashash joylarini o'rnatish uchun mo'ljallangan. Artemis Moon Mission bu yo'nalishning boshlanishi bo'lib, uning maqsadi Oyda va uning atrofida insonning uzoq muddatli mavjudligini yaratish va Marsda odamlarning missiyalari va yashashlariga tayyorgarlik ko'rishdir.   

Kosmosdagi insoniy missiyalar oldidagi eng katta muammolardan biri kosmosning hamma joyini qamrab oladigan kuchli kosmik nurlarning doimiy oqimidir. Yerning magnit maydoni bizni er yuzidagi kosmik nurlardan himoya qiladi, ammo bu insonning kosmosdagi missiyalari uchun eng katta sog'liq uchun xavf hisoblanadi. Shu sababli, chuqur kosmik missiyalar kosmik nurlardan himoya qalqonlarini talab qiladi. Boshqa tomondan, kosmik nurlanish cheksiz energiya manbai bo'lishi mumkin va agar ulardan foydalanish uchun mos texnologiya mavjud bo'lsa, uzoqroq chuqur kosmik missiyalarning energiya avtonomiyasini kuchaytiradi. 

Yuqori radiatsiyaviy Chernobil uchastkasida gullab-yashnayotgan zamburug'lar kosmik radiatsiya tufayli insonlarning chuqur kosmik missiyalari va yashash joylariga duch keladigan muammolarni hal qilishlari mumkin.  

Yuqorida aytib o'tilganidek, ba'zi melanizatsiyalangan qo'ziqorinlar shikastlangan Chernobil AESining yuqori radiatsiyaviy ifloslanish joyida va Yerdagi boshqa yuqori radiatsiyaviy muhitda o'sadi. Ko'rinib turibdiki, bu qo'ziqorinlardagi melanin pigmentlari kimyoviy energiya ishlab chiqarish uchun yuqori energiyali nurlanishdan foydalanadi (xuddi yashil o'simliklardagi xlorofil fotosintezda quyosh nurlaridan foydalanadi). Shunday qilib, Chernobil zamburug'lari, agar ularning imkoniyatlari kosmosdagi kosmik nurlarga taalluqli bo'lsa, yuqori energiyali kosmik nurlardan (radio qarshilik) himoya qalqoni sifatida ham, chuqur kosmik missiyalarda energiya ishlab chiqaruvchi (radiosintez) bo'lishi mumkin. Tadqiqotchilar buni kosmosda sinab ko'rdilar.  

Qo'ziqorin Cladosporium sphaerospermum Xalqaro kosmik stansiyada (XKS) uning o'sishi va ionlashtiruvchi kosmik nurlarni 26 kun davomida yutish va namlash qobiliyatini o'rganish uchun Mars yuzasida yashashga taqlid qilgan holda etishtirilgan. Natija qo'ziqorin biomassasi tufayli kosmik nurlanishning zaiflashishini va kosmosdagi o'sish ustunligini ko'rsatdi, bu Chernobil avariyasi joyida ba'zi zamburug'larning ko'rsatadigan qobiliyatlari kosmosdagi kosmik nurlarga ta'sir qilishi mumkinligini ko'rsatdi.  

Buni aytishga hali erta, lekin kelajakda bu qo'ziqorinlarni Monn va Marsga olib o'tish mumkin, u erda tegishli infratuzilma yordamida bu qo'ziqorinlar kimyoviy energiya ishlab chiqaruvchisi sifatida ishlaydi.  

*** 

Manbalar:  

1. Jdanova NN, va boshq 2004. Ionlashtiruvchi nurlanish tuproq zamburug'larini o'ziga tortadi. Mycol Res. 108: 1089–1096. DOI: https://doi.org/10.1017/S0953756204000966 

2. Dadachova E., va boshq 2007. Ionlashtiruvchi nurlanish melaninning elektron xususiyatlarini o'zgartiradi va melanizatsiyalangan qo'ziqorinlarning o'sishini kuchaytiradi. PLOS One. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0000457 

3. Dighton J., Tugay T. va Jdanova N., 2008. Qo'ziqorinlar va radionuklidlardan ionlashtiruvchi nurlanish. FEMS Mikrobiologiya xatlari, 281-jild, 2-son, 2008 yil aprel, 109–120-betlar. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1574-6968.2008.01076.x 

4. Ekaterina D. & Casadeval A., 2008. Ionlashtiruvchi nurlanish: zamburug'lar melanin yordamida qanday kurashish, moslashish va ekspluatatsiya qilish. Mikrobiologiyadagi hozirgi fikr. 11-jild, 6-son, 2008 yil dekabr, 525-531-betlar. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mib.2008.09.013 

5. Averech NJH va boshq 2022. Dematiyali qo'ziqorinni etishtirish Cladosporium sphaerospermum Xalqaro kosmik stansiya bortida va ionlashtiruvchi nurlanishning ta'siri. Old. Microbiol., 05 iyul 2022 yil. Sek. Ekstremal mikrobiologiya 13-jild, 2022. DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.877625 

6. Sihver L., 2022. Chernobil qo'ziqorinlari energiya ishlab chiqaruvchisi sifatida. Bu yerda mavjud https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2022cosp…44.2639S/abstract 

7. Tibolla MH, va Fischer J., 2025. Radiotrofik zamburug'lar va ulardan radiatsiya ta'sirlangan hududlarning bioremediatsiya agentlari va himoya vositalari sifatida foydalanish. Tadqiqot, jamiyat va taraqqiyot. DOI: https://doi.org/10.33448/rsd-v14i1.47965 

*** 

Tegishli maqolalar 

• Hayot tarixidagi ommaviy yo'q bo'lib ketish: NASAning Artemida Oyi va sayyoraviy mudofaa DART missiyalarining ahamiyati (23 avgust 2022)  

• Artemis Oyning missiyasi: Kosmosdagi inson yashashi tomon (11 avgust 2022) 

• ….Pale Blue Dot, biz bilgan yagona uy (13 Yanvar 2022) 

***