Hongos radiotróficos: se benefician de la radioactividad

La historia que van a leer comenzó a escribirse algún tiempo atrás, cuando un grupo de científicos encontró evidencia de que algunos hongos tenían otro talento además de descomponer la materia orgánica: podían utilizar la radioactividad como fuente de energía para potenciar su crecimiento. Increíble, ¿no?

De núcleos, radiaciones y superhéroes

El hombre radioactivoEl hombre radioactivo de los Simpsons- el superhéroe más famoso y preferido por los niños de Springfield – obtuvo sus poderes luego de sobrevivir a una explosión nuclear. De manera similar, algunos hongos con “capacidades asombrosas” sobreviven en un reactor nuclear destruido tras una explosión.

La radioactividad, un fenómeno que se produce cuando los núcleos de ciertos átomos modifican su constitución emitiendo simultáneamente una radiación característica, puede ser muy peligrosa para los principales constituyentes de los seres vivos.

Desde que la radioactividad fue denominada como tal por la reconocida científica Marie Curie, las aplicaciones de la misma han sido innumerables, pese a su peligrosidad y letalidad (o en algunos casos gracias a ella). Se emplea para tratamientos médicos, para descontaminación de alimentos y sobre todo como fuente de energía en las plantas nucleares para generar energía eléctrica.

Pero, como en todo desarrollo que involucre seres humanos, los accidentes han ocurrido en innumerable cantidad de ocasiones, liberándose al medioambiente materiales radioactivos y/o radiación. De todos ellos, el que seguramente más recordaremos debido a su magnitud es el ocurrido en el pequeño pueblo de Chernóbil (Ucrania), el 26 de abril de 1986, que concluyó con la explosión de uno de los reactores de la central nuclear. Como consecuencia de la misma se produjo un escape de materiales radioactivos que se estimó fue unas quinientas veces más grande que la bomba atómica liberada en Hiroshima (Japón).

Reactor dañado mas sarcófago by Anosmia

Sarcófago que contiene al reactor dañado. Créditos: Anosmia Flickr

Ciudades enteras fueron evacuadas y para evitar que se siguiera liberando radiación, se sepultó al reactor en un “sarcófago” de miles de toneladas de cemento. Sin embargo, y a pesar del esfuerzo por contener la catástrofe, la contaminación radioactiva alcanzó varios países de Europa y tuvo secuelas que se prolongan hasta nuestros días.

La vida se abre paso entre las ruinas radioactivas

Catorce años después del desastre, científicos ucranianos publicaron un estudio reportando el hallazgo de una extensa comunidad de especies fúngicas que crecían dentro del reactor nuclear abandonado. Allí donde las radiaciones matarían a un ser humano luego de un corto tiempo de exposición, algunos hongos habían encontrado un lugar para vivir.

Los estudios científicos realizados en la zona del desastre no solo poseían un interés teórico, sino más bien práctico, ya que esta proliferación fúngica provoca daños en la estructura de hierro y concreto del sarcófago que pueden afectar la durabilidad del mismo.

A partir de muestras tomadas de la zona del reactor se lograron recuperar 37 especies de micromicetos pertenecientes a 19 géneros diferentes. Los micromicetos son hongos de tamaño microscópico, que a diferencia de los que solemos conocer (macromicetos), no poseen las estructuras visibles denominadas cuerpos fructíferos y que llamamos comúnmente como setas (cuando crecen por encima del suelo). En muchos casos, los micromicetos están representados por lo que solemos identificar como mohos.

Placas fúngica adapt libertas Academica

Una placa de cultivo conteniendo micromicetos. Adapatado de Libertas Academica Flickr.

La mayoría de las especies recuperadas eran saprófitas del suelo y plantas, es decir, organismos que obtienen su alimento a partir de materia en descomposición de dichos lugares. También se encontraron algunos patógenos de plantas que se estima que llegaron allí por corrientes de aire que arrastraron a las esporas. Además, se observó que las especies Cladosporium sphaerospermum, Penicillium hirsutum, Aspergillus versicolor y Aureobasidium pullulans, estaban muy adaptadas a altas dosis de radiactividad, ya que fueron constantemente aisladas de muestras tomadas de la zona del reactor, en distintas ocasiones. Llamativamente, alrededor del 80 % de los hongos aislados tenían pigmentación negra.

Los reportes científicos siguieron acumulándose, y en el año 2004 otra publicación científica informaba una extraña novedad: algunos de estos hongos hallados en Chernóbil podían detectar la fuente de radioactividad y orientar su crecimiento hacia ella.

El secreto está en la melanina

La sustancia de color negro que predominaba en los hongos hallados era la melanina, la misma que da pigmentación y protege nuestra piel del sol. Esto sugería un posible rol protector o ventaja ante la presencia del compuesto en estos organismos.

Un estudio publicado por la revista PLOS en el año 2007 aportó explicaciones sobre el vínculo entre los hongos, la melanina y las radiaciones ionizantes (radioactividad), y sugirió que la melanina no solo tenía un rol protector.

Portada Hongos radioactivosSegún este estudio, el hongo Cryptococcus neoformans, qué solo sintetiza melanina bajo ciertas condiciones, era capaz de captar la radioactividad con ayuda del pigmento y utilizarla para potenciar su crecimiento. Por otra parte, especies como Cladosporium sphaerospermum, predominante en el reactor nuclear destruido, manifestaban un mayor crecimiento en presencia de radiaciones ionizantes en todas las condiciones ensayadas.

El trabajo proponía un complejo mecanismo por el cual la melanina atrapaba esta energía y la transferiría al NADH (dinucleótido de nicotinamida y adenina reducido), una de las moléculas que los seres vivos utilizan para intercambiar energía entre diversos procesos metabólicos.

Los hongos habían estado utilizando melanina para convertir la radiación en energía química y potenciar su nutrición gracias a la radioactividad. De forma similar a las plantas que utilizan la radiación solar para síntesis de compuestos orgánicos que les servirán de alimentos, sólo que en este caso, la frecuencia de la radiación electromagnética que se utiliza, es diferente. Los científicos denominaron a estas especies que poseen la capacidad de convertir radiaciones gama y beta (radiaciones ionizantes) en energía química para el crecimiento: “radiotróficas”.

Dinosaurios, hongos e hipótesis

Las investigaciones continúan y se han formulado muchas hipótesis sobre el tema. Cierta evidencia indica que los hongos melanizados (con pigmentación negra) abundaban en el cretácico, cuando nuestro planeta sufrió un enorme bombardeo de radiaciones cósmicas, proponiéndose incluso, que habrían estado relacionados con la extinción de los dinosaurios.

Las aplicaciones podrían ser diversas. Desde biorremediación hasta nutrición. Según algunos investigadores, estos hongos podrían ser parte del menú para futuras misiones espaciales dado que la radiación ionizante es frecuente en el espacio exterior. Los astronautas podrían ser capaces de ‘confiar’ en los hongos como una fuente de alimento inagotable en misiones largas.

Considerados por algunos investigadores como los seres vivos que podrían ayudar salvar el mundo, los hongos poseen capacidades asombrosas entre las que se encuentra beneficiarse de la radioactividad. La diversidad de formas de vida sobre el planeta es enorme… e incluso, sus capacidades nos siguen sorprendiendo.

Bibliografía consultada:

*Introduction to Fungi. 3erd Ed. Cambridge.
*Zhdanova N., Zakharchenko V., Vember V., Nakonechnaya L. (2000). Fungi from Chernobyl: mycobiota of the inner regions of the containment structures of the damaged nuclear reactor. Mycological Research, Vol 104.
*Zhdanova N., Tugay T., Dighton J., Zheltonozhsky V., Mcdermott P.(2004). Ionizing radiation attracts soil fungi. Mycological Research, Volume 108.
*Casadevall A. (2005) Fungal virulence, vertebrate endothermy, and dinosaur extinction: is there a connection? Fungal Genetics and Biology, Volume 42.
*Dadachova E, Bryan RA, Huang X, Moadel T, Schweitzer AD, et al. (2007) Ionizing Radiation Changes the Electronic Properties of Melanin and Enhances the Growth of Melanized Fungi. PLoS ONE 2(5): e457.

por Cecilia Di Prinzio

Biotecnóloga, docente y con ganas de hacer cosas para construir un mejor mañana.
@cecidiprinzio

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