Cladosporium sphaerospermum — вид темнопігментованого гриба з роду Cladosporium, відомий своєю незвичайною здатністю виживати й розвиватися в умовах підвищеного радіаційного фону. У науковій літературі його часто називають радіотрофним грибом — організмом, який, як вважається, здатен використовувати енергію іонізувального випромінювання для підтримки життєдіяльності. Вид був описаний у 1882 році Альбертом Юліусом Отто Пенцигом, який виявив його на відмерлому листі та гілках цитрусових рослин.
Особливості та будова
Cladosporium sphaerospermum утворює повільнорослі колонії з характерним оксамитовим виглядом і темним оливково-коричневим забарвленням. Його гіфи мають товсті стінки, розділені перегородками, а спори — переважно округлу або еліпсоїдну форму.
Темне забарвлення гриба зумовлене насамперед меланіном — пігментом, який відіграє важливу захисну роль. Меланін допомагає грибові протистояти ультрафіолетовому випромінюванню, окиснювальному стресу та іншим несприятливим факторам довкілля.
Цікаво, що цей гриб здатен рости за досить широкого діапазону температур. Оптимальною для нього є температура близько 25 °C, однак він може розвиватися навіть за температури близько −5 °C. Водночас за 37 °C його ріст припиняється. C. sphaerospermum також добре переносить середовища з низькою доступністю води, зокрема солоні або багаті на розчинені речовини умови.
Джерела живлення та незвичайні властивості
У природі Cladosporium sphaerospermum переважно поводиться як сапротроф — тобто живиться органічними речовинами відмерлих рослинних тканин. Він може використовувати крохмаль, целюлозу та сахарозу, перетворюючи їх на етанол і вуглекислий газ.
Водночас лабораторні дослідження показали, що гриб здатен рости навіть за використання толуену як єдиного джерела вуглецю. Це особливо цікаво з огляду на здатність представників роду Cladosporium колонізувати бідні на поживні речовини середовища.
Гриб також бере участь у процесах біодеградації деяких забруднювачів ґрунту, зокрема поліциклічних ароматичних вуглеводнів. У цьому можуть відігравати роль активні форми кисню та вторинні метаболіти, які він продукує.
Де його можна зустріти?
Cladosporium sphaerospermum має практично космополітичне поширення. Він трапляється у ґрунті, на рослинних рештках, плодах та овочах, а також у міському середовищі.
У приміщеннях його поява часто пов’язана з надмірною вологістю та конденсацією. Гриб може розвиватися на стінах, пофарбованих поверхнях, гіпсових матеріалах, шпалерах і навіть старих картинах. Особливо сприятливими для нього є вологі ділянки кухонь, ванних кімнат та інших приміщень.
Радіотрофність і Чорнобиль
Найбільшу увагу Cladosporium sphaerospermum привернув завдяки спостереженням у зоні Чорнобильської катастрофи. Дослідники виявили темнопігментовані гриби, які не лише виживали в умовах підвищеної радіації, а й демонстрували незвичайну стійкість до неї.
Саме меланін став ключем до пояснення цього феномену. Існує гіпотеза, що іонізувальне випромінювання може взаємодіяти з меланіном і змінювати його електронні властивості, унаслідок чого гриб отримує можливість ефективніше використовувати енергію випромінювання. Цей процес отримав назву радіотрофії.
Важливо, однак, не перебільшувати цей ефект: радіотрофні гриби не «живляться радіацією» у буквальному сенсі й не перетворюють її на енергію так само, як рослини перетворюють світло під час фотосинтезу. Йдеться про складний біофізичний процес, механізми якого досі вивчаються.
Дослідження в космосі
Незвичайні властивості цього гриба зацікавили космічну науку. У 2018–2019 роках на борту Міжнародної космічної станції провели експеримент, щоб перевірити, чи можуть радіотрофні гриби частково захищати від іонізувального випромінювання.
Під час 30-денного експерименту шар C. sphaerospermum завтовшки приблизно 1,7 мм продемонстрував невелике, але вимірюване зниження рівня радіації — близько 2,17 ± 0,35 %. На основі цих результатів дослідники припустили, що значно товстіший шар грибної біомаси теоретично міг би забезпечувати суттєвіше екранування.
Це породило цікаву концепцію майбутніх космічних поселень, у яких живі організми могли б доповнювати традиційні матеріали радіаційного захисту. Особливо актуальною ця ідея є для тривалих місій за межі магнітного поля Землі, наприклад під час потенційних польотів на Марс.
Вплив на людину
Попри свою незвичайну стійкість до несприятливих умов, Cladosporium sphaerospermum не вважається типовим небезпечним патогеном для людини. Водночас його спори можуть діяти як алергени, особливо у людей із захворюваннями дихальних шляхів.
У медичній літературі описано поодинокі випадки інфекцій, пов’язаних із цим видом або близькими до нього темнопігментованими грибами. Проте такі випадки є рідкісними. Значно частіше C. sphaerospermum виступає як пліснява, що спричиняє псування продуктів, передусім фруктів та овочів.
Ще одна несподівана властивість
Дослідження показують, що деякі штами Cladosporium sphaerospermum можуть позитивно впливати на ріст рослин. Зокрема, було встановлено, що штам TC09 здатен прискорювати розвиток молодих рослин завдяки летким сполукам, які виділяє гриб.
Отже, Cladosporium sphaerospermum — це значно більше, ніж звичайна пліснява. Це надзвичайно витривалий організм, який здатен існувати в холоді, сухості, солоному середовищі та за підвищеного радіаційного фону. Його меланін, взаємодія з радіацією та потенціал для використання в космічних технологіях роблять цей гриб одним із найцікавіших об’єктів сучасних досліджень на межі мікології, біофізики та космічної біології.
Можливо, організми на кшталт Cladosporium sphaerospermum одного дня допоможуть людині створювати більш природні й ефективні системи захисту під час довготривалого перебування в космосі. Джерело