Astronautennahrung aus Tschernobyl

Vom Nutzen radioaktiv verstrahlter Pilze

Auf einer längeren Weltraumreise steht nur wenig so zuverlässig zur Verfügung wie die kosmische Strahlung- selbst wenn, etwa auf Neptun- oder Pluto-Ebene, die Sonne zu einem kleinen Lichtfleck geschrumpft ist. Mit ausgerechnet in Tschernobyl neu entdeckten Pilzarten könnten Astronauten sich die Strahlung zunutze machen.

Als Arturo Casadevall vor Jahren davon las, dass von Robotern extrahierte Proben aus dem Inneren des über dem havarierten Reaktors von Tschernobyl errichteten Sarkophags eine reichhaltige Pilzflora zeigten, weckte dies das Interesse des Mikrobiologen. Immerhin 37 Pilzarten hatten sich dort auf den Wänden angesiedelt und erfreuten sich gesundesten Wachstums. Dabei handelt es sich nicht um ungewöhnliche Arten - ganz gewöhnliche Schimmelpilze wie Aspergillus versicolor bestimmten das Bild.

Allerdings war eine Besonderheit zu beobachten: Je stärker die radioaktive Strahlung war, welche die die Pilze beeinflusste, desto höher erwies sich der Anteil von Melanin in der Biomasse. Das Pigment, das unter anderem die unterschiedliche Färbung der menschlichen Haut verursacht, wird bei Pilzen unter anderem als Antioxidans angesehen, das die schädliche Wirkung von Oxidationsprozessen verhindert.

Den Zellen der Melanin enthaltenden Pilzart Cladosporium sphaerospermum entzogen die Forscher im Versuch nach und nach jede Nahrung - und trotzdem stellten sie unter dem Einfluss ionisierender Strahlung weiterhin Melanin her. (Foto: Yeshiva University)

Für Casadevall, der am Albert-Einstein-College für Medizin der Yeshiva University in New York die mikrobiologische Abteilung leitet, waren die Beobachtungen aus Tschernobyl der Anlass, den Einfluss von Radioaktivität auf Pilze genauer zu untersuchen.

Mit interessanten Ergebnissen, die das Forscherteam um Casadevall jetzt in der Public Library of Science (PloS) der US-Akademie der Wissenschaften veröffentlichte. Die Entdeckung der Forscher: Pilze können nicht nur organische Stoffe in ihre Bestandteile zerlegen - was man bisher als ihre Hauptfunktion ansah. Sie sind auch in der Lage, eine ähnliche Funktion wie Pflanzen zu übernehmen und aus anorganischen Stoffen Biomasse zu erzeugen.

Der Prozess dazu entspricht anscheinend der Photosynthese bei Pflanzen. Nur basiert er nicht auf dem grünen Chlorophyll, sondern auf Melanin - und er nutzt nicht Licht, sondern ionisierende Strahlung. Diese These testeten die Wissenschaftler in Laborexperimenten an drei verschiedenen Pilz-Spezies. Bei jeder dieser Arten zeigte sich, dass radioaktive Strahlung das Zellwachstum anregte - und zwar genau dann, wenn die Zellen Melanin enthielten. Das Pigment wirkt offenbar nicht nur als Schutz. Das betraf sowohl Pilzarten, die künstlich zur Melaninproduktion angeregt wurden, als auch solche, die bereits natürlicherweise Melanin enthielten.

Den kompletten Prozess, wie Melanin Energie der radioaktiven Strahlung umwandeln könnte, haben die Wissenschaftler noch nicht verstanden. Immerhin konnten sie aber schon den ersten Schritt dazu nachweisen: Dass ionisierende Strahlung die Elektronenstruktur des Pigments ändert. Das ist eine notwendige Voraussetzung für die Energieumwandlung - jedoch noch nicht ihr endgültiger Beweis. Weil das Melanin in den Pilzzellen dem in der menschlichen Haut chemisch gleicht, lässt sich Studienautor Casadevall gar zu der Spekulation hinreißen, dass das Pigment auch unsere Haut mit Energie versorgt:

Nicht genug, um damit einen Strandlauf durchzuhalten, aber ausreichend, um das Augenlid zu heben.

Davon abgesehen, dass Melanin enthaltende Pilze Astronauten als Nahrungsquelle dienen könnten (natürlich nicht direkt - die meisten der betrachteten Pilzarten sind eher schädlich), ergibt sich noch eine weitere spannende Konsequenz: Sollte es sich um ein weit verbreitetes Phänomen handeln, müsste man den Energiehaushalt der Erde überdenken. Denn, so Casadevall, „das Reich der Pilze ist weit größer als jedes Pflanzen- oder Tierreich“. (Matthias Gräbner)