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高中生發現切爾諾貝爾附近真菌 可造太空人防輻射裝備

2020/7/29 — 19:22

切爾諾貝爾核事故至今 34 年,當地仍然因輻射污染而不適合人類居住。不過因為沒有人類的騷擾,當地卻成為了野生生物天堂,並在高輻射下找到方法繼續生存與繁衍。

最新刊於預印期刊網站 bioRxiv 的研究指,一種在切爾諾貝爾都能找到的黑色真菌,竟可利用黑色素將伽瑪射線轉化為化學能量而生長,而類似想法過去也有被提出,認為是可解決長期在太空生活的太空人糧食問題的方法。研究更指,該真菌吸收伽瑪射線的能力,或有作為可自我複製輻射防護罩的潛力,保護未來火星定居者的健康。

黑色素是人體的其中一種色素,用以保護人類免受太陽紫外光輻射破壞皮膚。其實地球上的人類已受大氣層的保護,過濾了部份太陽輻射,相反太空人則曝露於更高水平的宇宙輻射中,這些輻射會穿透人體組織,增加造癌病變或死亡風險。

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研究的故事要由數年前講起。當時仍為高中生的 Xavier Gomez 和 Graham Shunk ,找到球孢枝孢菌 (Cladosporium sphaerospermum) 這種在切爾諾貝爾事故後作不斷繁衍,且可吸收輻射的真菌,他們認為這可為太空人提供必要的保護,並比現時所用的不銹鋼板等防輻射替代品更便宜、更易運送。

球孢枝孢菌
取自澳洲阿德雷得大學真菌學網頁

球孢枝孢菌
取自澳洲阿德雷得大學真菌學網頁

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最終他們以球孢枝孢菌贏得科研比賽,而 2018 年 12 月球孢枝孢菌更被送到國際太空站進行 30 天研究。報告正記錄了球孢枝孢菌該 30 天的變化與吸輻射情況。

在實驗中, 2 毫米厚的球孢枝孢菌阻擋隔約 2% 輻射, Gomez 與 Shunk 的團隊推算厚 21 厘米的球孢枝孢菌層可足以為在火星上的太空人阻隔全部輻射。

然而,該真菌強大之處不止於此。

有參與研究的史丹福大學生物工程博士後研究生 Nils Averesch 向《新科學人》表示,該真菌最好的地方是,只須數克真菌便可自我複製繁殖,甚至在受破壞時自我修復,所以即使受太陽耀斑嚴重破壞這個生物輻射防護罩,也可以重新長出。

不過, Averesch 指出雖然研究結果令人鼓舞,但在進一步應用時有更多技術上的考慮,首先由於火星溫度低,真菌無法在戶外生長。此外,真菌也需要水份才可生長。

如果只萃取球孢枝孢菌的黑色素,再將之用於太空服中又可行嗎?這正是霍普金斯大學另一團隊所做的實驗,他們也已將黑色素送到國際太空站進行觀察,確定能否吸收輻射。

人類太空旅行的夢想仍有一大段距離,但至少算是邁進一小步吧?又,我覺得這些真菌最終會被人利用製造偽科學產品,例如電話防輻射貼,即管放長雙眼!

報告:
Shunk, G.K., Gomez, X.R. & Averesch, N.J.H. (2020). A Self-Replicating Radiation-Shield for Human Deep-Space Exploration: Radiotrophic Fungi can Attenuate Ionizing Radiation aboard the International Space Station. bioRxiv 2020.07.16.205534. doi: 10.1101/2020.07.16.205534

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