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O fungo negro de Chernobyl e a possível radiossíntese de Cladosporium sphaerospermum

Astronauta segurando placa de petri com amostras, janela da Estação Espacial mostra Terra ao fundo.

A Zona de Exclusão de Chernobyl pode estar interditada para pessoas, mas desde que o reator da Unidade Quatro da Usina Nuclear de Chernobyl explodiu, há quase 40 anos, outras formas de vida não só ocuparam o local como conseguiram sobreviver, adaptar-se e até dar a impressão de prosperar.

Parte disso pode ser, simplesmente, a ausência de humanos. Ainda assim, para pelo menos um organismo, a radiação ionizante que permanece nas estruturas ao redor do reator pode não ser apenas um problema - pode ser uma vantagem.

Um abrigo radioativo que virou habitat

No interior de um dos edifícios mais radioativos do planeta, agarrado às paredes internas, investigadores encontraram um fungo negro incomum que, ao que tudo indica, está em excelentes condições.

A história começou no fim da década de 1990, quando uma equipa liderada pela microbiologista Nelli Zhdanova, da Academia Nacional de Ciências da Ucrânia, realizou um levantamento de campo na Zona de Exclusão de Chernobyl para descobrir que tipo de vida - se é que havia alguma - existia no abrigo que envolve o reator destruído.

O grupo ficou espantado ao identificar uma comunidade inteira de fungos: foram registadas 37 espécies. Chamou a atenção o facto de muitos desses organismos apresentarem tonalidades muito escuras, chegando ao preto, e serem ricos em melanina.

Entre as amostras, Cladosporium sphaerospermum apareceu com frequência dominante e, além disso, exibiu alguns dos níveis mais altos de contaminação radioativa.

Cladosporium sphaerospermum e a hipótese da radiossíntese

O fungo em questão chama-se Cladosporium sphaerospermum, e alguns cientistas consideram que o pigmento escuro (melanina) pode permitir que ele aproveite a radiação ionizante por um processo análogo ao modo como as plantas capturam luz na fotossíntese. Essa ideia proposta recebe até um nome: radiossíntese.

O ponto mais estranho é que, apesar de já se ter observado que C. sphaerospermum se desenvolve muito bem na presença de radiação ionizante, ainda não foi possível definir com clareza como isso acontece - ou porquê. A radiossíntese, por enquanto, permanece como uma hipótese difícil de comprovar.

A descoberta foi intrigante, mas o que veio a seguir deixou o enigma ainda maior.

A radiofarmacologista Ekaterina Dadachova e o imunologista Arturo Casadevall - ambos com cargos no Albert Einstein College of Medicine, nos EUA - lideraram uma equipa que constatou que expor C. sphaerospermum à radiação ionizante não prejudica o fungo como aconteceria com muitos outros seres vivos.

Radiação ionizante é o nome dado a emissões de partículas com energia suficiente para arrancar eletrões dos átomos, transformando-os em iões.

Na teoria isso pode soar inofensivo, mas, na prática, a ionização pode partir moléculas, atrapalhar reações bioquímicas e até danificar o ADN. Para seres humanos, é uma ameaça séria - embora o mesmo princípio seja aproveitado para destruir células cancerígenas, que tendem a ser especialmente sensíveis a esses efeitos.

Ainda assim, C. sphaerospermum mostrou-se inesperadamente resistente e chegou a crescer melhor quando “banhado” por radiação ionizante. Outros testes também indicaram que a radiação ionizante altera o comportamento da melanina fúngica, um resultado curioso que mereceu investigação adicional.

No artigo de acompanhamento publicado por Dadachova e Casadevall em 2008, os autores apresentaram pela primeira vez a proposta de uma via biológica semelhante à fotossíntese.

A ideia era que o fungo - e outros com características parecidas - poderia estar a captar radiação ionizante e convertê-la em energia, com a melanina a desempenhar um papel equivalente ao da clorofila, o pigmento que absorve luz.

Ao mesmo tempo, a melanina também funcionaria como uma espécie de escudo, reduzindo parte dos efeitos mais nocivos dessa radiação.

Essa noção parece ganhar apoio com um estudo de 2022, em que cientistas descreveram os resultados de levar C. sphaerospermum para o espaço e fixá-lo no exterior da ISS, expondo-o à intensidade total da radiação cósmica.

Nesse experimento, sensores colocados por baixo da placa de Petri mostraram que uma quantidade menor de radiação atravessou o fungo do que atravessou um controlo composto apenas por ágar.

O objetivo desse trabalho não era provar nem investigar a radiossíntese, e sim avaliar o potencial do fungo como barreira contra radiação em missões espaciais - uma possibilidade interessante. Mesmo assim, até aquele estudo, continuava sem resposta o que, afinal, o fungo está a fazer.

O que os experimentos (ainda) não provam

Os cientistas não conseguiram demonstrar fixação de carbono dependente de radiação ionizante, ganho metabólico proveniente de radiação ionizante, nem uma via definida de captação de energia.

"A radiossíntese de facto, no entanto, ainda precisa ser demonstrada - para não falar na redução de compostos de carbono para formas com maior teor energético ou na fixação de carbono inorgânico impulsionada por radiação ionizante", escreve uma equipa liderada pelo engenheiro Nils Averesch, da Universidade Stanford.

A hipótese de radiossíntese é fascinante, quase como algo saído de ficção científica. Mas talvez seja ainda mais impressionante que esse fungo estranho pareça estar a fazer algo que ainda não compreendemos para neutralizar um perigo tão grande para seres humanos.

Outros fungos melanizados e por que isso importa

E ele não é o único caso. Uma levedura negra, Wangiella dermatitidis, apresenta crescimento aumentado sob radiação ionizante. Já outra espécie, Cladosporium cladosporioides, mostra produção ampliada de melanina, mas não crescimento, quando exposta a radiação gama ou ultravioleta.

Ou seja: o comportamento observado em C. sphaerospermum não é uma regra para todos os fungos melanizados.

Isso indica uma adaptação que permitiria ao fungo “alimentar-se” de uma forma de luz tão energética que pode matar outros organismos? Ou seria uma resposta ao stress que melhora as chances de sobrevivência em condições extremas, mas não necessariamente ideais?

Neste momento, não dá para saber.

O que sabemos é que esse fungo preto, aveludado e discreto está a fazer algo engenhoso com a radiação ionizante para sobreviver - e talvez até multiplicar-se - num lugar perigoso demais para que humanos circulem em segurança; a vida, de facto, encontra um caminho.

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