Katastrofa stworzyła niezwykłe laboratorium
W marcu 2011 roku trzęsienie ziemi i tsunami zalały elektrownię wodą morską, co doprowadziło do stopienia rdzeni reaktorów. W efekcie w pomieszczeniu torusowym, które miało absorbować ciśnienie pary, zgromadziła się radioaktywna woda. Inżynierowie zauważyli w niej dziwne narosty, przypominające maty mikrobiologiczne, co skłoniło naukowców do pobrania próbek. Miejsce to stało się nieplanowanym laboratorium, oferującym wgląd w to, jak radzi sobie życie w ekstremalnych warunkach.
Czytaj też: Promieniowanie Czerenkowa w próżni. Naukowcy nie mają wątpliwości, że to sygnał nowej fizyki
Badania genetyczne ujawniły, iż dominują bakterie z rodzajów Desulfovibrio i Geobacter, które normalnie występują w środowiskach morskich oraz utleniają związki nieorganiczne, takie jak siarka czy mangan. Obecne były także Pseudomonas i Vibrio, utleniające żelazo. Co ciekawe, żaden z tych mikroorganizmów nie posiadał specjalnych adaptacji do promieniowania. Nie wykazywały zwiększonej odporności na promieniowanie jonizujące w porównaniu z bakteriami z innych środowisk. To sugeruje, że poziom promieniowania, choć wysoki, nie był na tyle ekstremalny, aby wymusić ewolucję nowych mechanizmów obronnych. W kontraście do Czarnobyla, gdzie obserwuje się zmiany u grzybów czy żab, w Fukushimie życie po prostu przetrwało dzięki cechom, które już miało.
Biofilmy stały się tarczą ochronną
Kluczem okazały się biofilmy, czyli struktury, w których mikroorganizmy żyją otoczone śluzową macierzą. Ta warstwa mogła zapewnić pewną ochronę przed promieniowaniem, pozwalając bakteriom funkcjonować w śmiertelnych dla innych warunkach. Jak zauważyli badacze z Uniwersytetu Keio, ich historia to historia wytrzymałości ułatwionej przez zestaw cech, które pozwalają im przetrwać w warunkach, w jakich inne organizmy mogłyby nie dać sobie rady. Biofilmy to nie tylko bariera fizyczna, lecz również społeczność, w której mikroby współpracują, wymieniając substancje odżywcze i tworząc sprzyjające środowisko.
Czytaj też: Egipcjanie sprawdzili efekty katastrofy jądrowej. Wykryli ekstremalne dawki promieniowania
Obecność biofilmów w radioaktywnej wodzie stanowi wyzwanie dla dekomisji elektrowni. Proces ten trwa dziesięciolecia, a mikroorganizmy mogą go utrudniać, przyspieszając korozję metali i zmniejszając widoczność w wodzie, co komplikuje prace czyszczące i inspekcyjne. Doświadczenia z awarii w Three Mile Island z 1979 roku pokazują, że biofilmy potrafią znacząco utrudnić takie operacje. Zespoły zajmujące się Fukushimą muszą to uwzględnić w długoterminowych planach. Badania opublikowane w Applied and Environmental Microbiology wskazują, że promieniowanie w Fukushimie nie stworzyło ekstremofili. Zamiast tego zwykłe bakterie przetrwały dzięki biofilmom.