Před časem jsme na Oslu psali o tom, jak havárie černobylského reaktoru zamořila půdu 40 radioaktivními prvky, včetně stroncia-90 a rozpadných produktů uranu a plutonia.
Teoreticky mělo trvat stovky let, než bude oblast pro živočichy bezpečná. Nejen vědce nyní šokuje zjištění, jak dobře si v „zakázaných oblastech“ ekosystémy vedou.
Navzdory všem předpokladům v radioaktivitou silně zamořených oblastech rostliny vzkvétají a zvířatům se daří. Vypadá to, že se černobylské ekosystémy po dvaceti letech od doby, kdy je zdevastovala unikající radiace z poškozeného reaktoru, vrací do zdravím kypícího života. Výzkumníci, kteří zkoumali prostředí v okolí poškozené jaderné elektrárny, tvrdí, že nyní je tam biodiverzita větší, než jaká byla před katastrofou.
Nemusí se nám to líbit, ale Černobyl, kde se dnes potulují divocí koně, obrovští divočáci, vlci, medvědi,... se stal fantastickým biologickým experimentem.
Z hlediska stávajícího pojetí ochrany přírody bychom dokonce měli ( vzhledem k různorodosti druhů), prohlásit zdejší oblast za chráněnou oblast a dbát na to, aby činnost člověka nežádoucím způsobem tak rozmanité biotopy neohrozila...
Otázkou je, jak je to možné, že radioaktivní prvky, které se dostaly do půdy škodí méně, než se myslelo. Určité souvislosti vyplývají z nových poznatků, které vědci učinili v Technologickém institutu ve státě Georgia. Američané zde zkoumali, co se děje s uranem v půdě.
Pravda, v Černobylu je hlavní radioaktivní prvek cesium 137, ale i tak zde jsou jisté souvislosti, které by mohly mnohé napovědět. Ruští vědci například zjistili, že cesium má tendenci se držet v půdě. Nějak se mu nechce cestovat, a tak se ho proti všem teoretickým předpokladům vyskytuje v rostlinách a v tělech zvířat méně, než ho je v půdě, ze které rostliny rostou.
To dobře koresponduje s nynějšími poznatky Američanů. V jejich případě nejde o výzkum z oblasti Černobylu, nýbrž poznatky z projektu na takzvané „bio-ozravování“. Tento program již tři roky financuje DOE"s Environmental Remediation Sciences Division.
Výsledky, o kterých zde budeme referovat, ač se jedná o první stádium pokusů, jsou natolik pozoruhodné, že byly na programu jednání na setkání členů Americké chemické společnosti, která se minulý týden sešla v Atlantě. Velká část diskusí se zde točila okolo baktérií. Američané jich testovali mnoho, ale několik z nich uvolňuje anorganický fosfát po hydrolýze organického zdroje fosfátu. Ty jsou pronaše záměry nejdůležitější.
O co vlastně v těchto pokusech jde
Vlastně o nic mimořádného. Dokonce v tomto případě nejde ani o geneticky modifikované bakterie. Vědci pouze zjistili, že některé z přirozeně se vyskytujících mikroorganismů uvolňují do prostředí fosfát a že v prostředí ve kterém se vyskytuje uran pak tento fosfát již klasickým chemickým procesem sám precipituje na fosfát uranu. Novou techniku vyvázání uranu z prostředí již její autoři také pojmenovali. Nazvali ji „biomineralizace uranu“.
Jak to funguje
Proces začíná, když baktérie druhu Bacillus, Rhanella a zřejmě také Arthrobacter, rozkládají sloučeniny s organickými fosfáty jako je například glycerol-3-fosfát nebo kyselina fytová, kteréžto sloučeniny se vyskytují v půdě. Kde se tyto látky v půdě berou? Nejsou ničím mimořádným - kyselina fytová je například produktem rozkladných procesů při tlení lisí.
Baktérie, které jsou předmětem našeho zájmu, během svého růstu uvolňují fosfát, odštěpují jej z organických fosfátových sloučenin. Volný fosfát pak uvolňují do svého okolí (v laboratoři do živného media).
Úloha baktérií je v tomto procesu nezastupitelná, protože uran sám není schopen organické fosfáty štěpit a reagovat s nimi. Pokusy ukázaly, že snahy likvidovat kontaminaci uranu pomocí nadbytku organických fosfátů by samy o sobě byly neúčinné. Schůdnou cestou v tomto směru ale jsou biotechnologie a použití některých ze zmíněných baktérií.
To nové, co je na této práci je to, že zatím se všechny lidské snahy o odstranění kontaminace uranu řídily myšlenkou chemické nebo fyzikální dekontaminace. Nový směr řešení biologickou cestou se ukazuje být velmi slibný a není pochyb o tom, že se stane prioritou pro mnoho pracovišť.
Z pokusů zaměřených na to, jak moc uranu jsou baktérie schopny zlikvidovat (mineralizovat) vyplynul ještě jeden z poznatků. Uran je pro bakterie poměrně toxický prvek. Když je ale baktérie „krmena“ glukózo-3-fosfátem, tak se vůči jeho toxicitě stává do značné míry odolnou. Tady nemáme na mysli radiaci, nýbrž to, že tento prvek působí na mikroorganismy i svým chemickým působením – chová se jako jed. Baktérie, dostatečně živené zmíněným glukózo-3-fosfátem, si uran ve svém nejbližším okolí brzo vysrážely, jeho toxický účinek poklesl a baktérie vesele rostly a množily se dál.
Tento výzkum je nyní na samém počátku a praktické použití této nové dekontaminační metody může zhatit například konkurenční boj o právo na život s jinými baktériemi, z nichž většina schopností zabudovávat uran do nerozpustných komplexů neoplývá.
Nové poznatky jsou výzvou pro biology aby vybrali co nejúčinnější kmeny. A aby také zjistili jak těmto baktériím co nejvíce „podstrojovat“, aby byly co nejvýkonnější. Je pravděpodobné, že zmíněné baktérie brzo i trochu geneticky upravíme, aby byly ještě lépe vybaveny pro úlohu počišťovačů a aby nám byly nápomocny všude tam, kde jsme si již naší Zemi zaneřádili a nebo kde se tak teprve stane.
Pramen:
Georgia Institute of Technology
Černobylský přírodní park
Autor: Stanislav Mihulka (30.04.2006)
Diskuze:
