Novákoviny

V Guinessově knize rekordů se dá najít ledacos - ale bakterii byste tam asi nečekali. Přesto v tomto věhlasném výčtu šílených výkonů figuruje. A nic nenasvědčuje tomu, že by ji někdo na žebříčku slávy nahradil; rozhodně to nezkoušejte. Tvor zvaný Deinococcus radiodurans se totiž stal světovým rekordmanem v disciplíně zvané odolnost vůči radioaktivitě. Žádný smrtelník vedle ní nemá šanci: vydrží přibližně 3000krát vyšší dávku, než je hranice přežití většiny tvorů, člověka nevyjímaje.

Na tvora, který dostal přezdívku bakteriální barbar Conan se přišlo úplně náhodou. Roku 1956 v Oregonské zemědělské výzkumné stanici zkoušeli sterilizovat maso vysokými dávkami gamma záření - takovými, že by je nic živého nemělo přežít. Přesto jedna forma života bez problémů existovala dál. Růžovočervené bakterie, které se často vyskytují ve shlucích po čtyřech, dostaly jméno Deinococcus radiodurans.

Jako na Marsu...

Objev této bakterie představoval dokonalé překvapení. Ne, že by předtím nebyly známé mikroorganismy vzdorující radioaktivitě. Šlo ovšem většinou o patogenní bakterie, které přežily vysoké dávky ionizujícího záření pouze ve stádiu spor. Pokud byly ve fázi normálního růstu a rozmnožování, umíraly při ozáření stejně jako každý jiný spořádaný tvor.

obr: Zvláštní shodou okolností odolává Deinococcus radiodurans právě takovým podmínkám, jaké se předpokládají na povrchu Marsu

Naproti tomu Deinococcus radiodurans byla z úplně jiného těsta. Nezpůsobuje žádná onemocnění (tj. není patogenní) a šťastně si vegetuje i v radioaktivitě, která třítisíckrát převyšuje smrtelnou dávku pro člověka.

Ale nejen to. Deinococcus radiodurans stejně dobře snáší také ultrafialové záření, atmosférický tlak blížící se kosmickému vakuu, přítomnost peroxidu vodíku i mnoha dalších látek, které jiným tvorům nenapravitelně poškozují DNA. Odolnost vůči kombinaci UV záření, nízkého tlaku a peroxidu vodíku je přitom obzvlášť zajímavá - někteří vědci totiž soudí, že právě tento mix dělá z povrchu Marsu dokonale sterilní prostředí.

Objev Deinococcus radiodurans zvrátil všechny dosavadní představy o škodlivosti záření pro živé organismy. Navíc se tak stalo v nejnebezpečnějším období studené války, která právě tehdy každým okamžikem hrozila přerůst ve válku jadernou. Tvor, který by přežil i atomový Armagedon, pochopitelně vzbudil zájem. Vědci doufali, že mechanismus, který k tomu používá, půjde využít při zvyšování odolnosti vůči radioaktivitě i u lidí, k léčbě nemoci z ozáření a především k bezpečné dekontaminaci míst zasažených radioaktivními látkami.

Následoval lov na další členy této skupiny - a byl úspěšný: bakteriologové postupně našli celkem 11 bakterií rodu Deinococcus, které se všechny vyznačovaly mimořádnou odolností. Ty, kterým svědčí radioaktivita, pak dostaly výmluvná druhová jména jako D. radiopugnans nebo D. radiophyllus. Jsou tu ale také výtečníci žijící v horkých gejzírech (D. geothermalis a D. muray) a jiné etrémně otužilé druhy.

Jsou všude

Další záhadu představuje rozšíření tohoto bakteriálního rodu. Lze je najít skoro všude: na sterilizovaných nástrojích chirurgů, stejně jako v sloním trusu, na pouštích, v horkých vřídech, v půdě, v klimatizačních jednotkách budov, ve skalách mrazivých suchých údolí Antarktidy a v mnoha dalších prostředích - jenže všude jen ve velmi malém množství. Kde ale jsou opravdu doma, to zatím nikdo neví.

- - - - - - - - - - - - - -

UPOZORNĚNÍ:

Text je ukázkou z knihy Život ve vesmíru, kterou vydalo nakladatelství Daranus

- - - - - - - - - - - - - -

Úplně největší záhadou však je jejich odolnost vůči radioaktivitě. Ví se, jak to dokáží: disponují mechanismem, který okamžitě opraví úseky DNA poškozené zářením. Neví se ale, proč to dokáží a jak k této schopnosti přily. S tak vysokými dávkami se totiž v přirozeném prostředí nikdy nemohly setkat.

A nebo mohly?

Ve výjimečném případě přece jen ano. V africkém Oklo (Gabun) existuje ložisko uranu nesoucí stopy po tom, že tu před jednou a půl až dvěma milardami let probíhalo štěpení uranu podle stejných principů jako v dnešních jaderných reaktorech. Není bez zajímavosti, že proces se tu sám reguloval, aniž by došlo k explozi či uhasnutí reakce po dobu mnoha tisíciletí, zatímco životnost lidmi vyrobených reaktorů je asi půl století. Právě dlouhodobá existence přírodního reaktoru schopného produkovat silnou radiaci mohla způsobit, že se u některých tamních mikroorganismů vyvinul mechanismus obrany proti záření.

obr: Tak vypadá Deinococcus radiodurans pod mikroskopem.  Vydrží 3000krát větší dávku radioaktivního záření než většina běžných organismů, člověka nevyjímaje

Mnozí geologové navíc připouštějí, že v dávné minulosti naší planety pracovalo takových přírodních reaktorů víc. Někteří vědci dokonce soudí, že právě jejich činnost mohla mít na svědomí mutace, které usměrnily vývoj tehdy ještě velmi primitivních mikroorganismů k vyšším a složitějším formám. Deinococcus radiodurans by pak byl přímým svědkem těchto procesů. Nechybí ovšem ani hypotéza, podle které odolná bakterie přišla z vesmíru.

Možná se tam jednou i vrátí. Existují návrhy vyslat jejich geneticky upravené verze na planety před prvními osídlenci. Mají v rámci tzv. terraformingu vytvořit zárodek odolné biosféry, která začne zúrodňovat půdu a přetvářet atmosféru tak aby nakonec vyhovovala potřebám člověka.

Pro úplnost je třeba dodat, že Deinococcus radiodurans není jediný organismus, který dokáže vzdorovat vysokým dávkám záření. Mimořádnou odolnost vykazují i některé druhy štírů a zde již zmiňované želvušky, což je o to zajímavější, že jde o nesrovnatelně složitější mnohobuněčné tvory. Ani v tomto případě se neví, jak tuto neobvyklou schopnost získali a k čemu je jim dobrá - alespoň pokud vyloučíme možnost, že se cílevědomě připravují nahradit člověka po případné jaderné válce.

Radioaktivita se ale dá nejen přežít; je možné z ní i žít. Vědci z Indiana University of Bloomington objevili v jihoafrickém zlatém dole poblíž Johannesburku mikroorganismus poměrně rozšířeného rodu Firmicutes přežívající v hloubkách půldruhého kilometru pod povrchem země. Když se pídili po tom, z čeho tu čerpá energii, zjistili, že přišel na zajímavý způsob využívání jaderné energie. Záření uranu obsaženého v horninách tu rozkládá vodu na vodík a kyslík. Bakterie pak k pohonu svého metabolismu zapřáhla reakci tohoto vodíku se sírany. Opět se ukázalo, že biosféra je mnohem širší pojem, než se dodnedávna zdálo.

Jan A. Novák

obr: Deionococcus radiodurans může přežívat a množit se i ve smrtících podmínkách uvnitř jaderného reaktoru

You have no rights to post comments