A zona de exclusão de Chernobyl e o fungo Cladosporium sphaerospermum: a hipótese da radiossíntese

A zona de exclusão de Chernobyl pode estar vedada às pessoas, mas, desde que o reactor da Unidade Quatro da Central Nuclear de Chernobyl explodiu há quase 40 anos, outras formas de vida não só ocuparam o espaço como conseguiram sobreviver, ajustar-se e, ao que tudo indica, prosperar.

Uma parte desta história pode explicar-se pela ausência de seres humanos… mas, pelo menos para um organismo, a radiação ionizante que ainda permanece no interior das estruturas que rodeiam o reactor poderá até representar uma vantagem.

No interior, agarrado às paredes de um dos edifícios mais radioactivos do planeta, os cientistas encontraram um fungo negro invulgar que parece estar, curiosamente, no seu melhor.

Um ecossistema inesperado no interior de Chernobyl

Esse fungo chama-se Cladosporium sphaerospermum e há investigadores que suspeitam que o seu pigmento escuro - a melanina - possa permitir-lhe aproveitar a radiação ionizante através de um processo análogo ao modo como as plantas usam a luz na fotossíntese. A este mecanismo proposto dá-se, inclusivamente, o nome de radiossíntese.

A parte mais estranha no caso de C. sphaerospermum é a seguinte: embora se tenha mostrado que o fungo se desenvolve bem na presença de radiação ionizante, ninguém conseguiu ainda explicar de forma convincente como isso acontece, nem porquê. A radiossíntese continua a ser uma hipótese - e uma hipótese difícil de demonstrar.

O enigma começou no final da década de 1990, quando uma equipa liderada pela microbiologista Nelli Zhdanova, da Academia Nacional de Ciências da Ucrânia, realizou um levantamento de campo na Zona de Exclusão de Chernobyl para perceber que tipo de vida, se alguma, seria possível encontrar no abrigo construído em torno do reactor destruído.

No local, os investigadores ficaram surpreendidos ao identificar uma comunidade inteira de fungos, registando um total impressionante de 37 espécies. Um detalhe saltava à vista: muitos destes organismos apresentavam coloração escura, tendendo para o preto, e eram ricos em melanina.

Entre as amostras recolhidas, C. sphaerospermum era a espécie dominante e, ao mesmo tempo, figurava entre as que evidenciavam níveis mais elevados de contaminação radioactiva.

E, por mais inesperada que tenha sido a descoberta, o que se seguiu tornou o caso ainda mais intrigante.

Cladosporium sphaerospermum, melanina e a ideia de radiossíntese

A radiofarmacologista Ekaterina Dadachova e o imunologista Arturo Casadevall - ambos com cargos na Faculdade de Medicina Albert Einstein, nos EUA - lideraram uma equipa que concluiu que expor C. sphaerospermum à radiação ionizante não prejudica o fungo como prejudicaria a maioria dos outros organismos.

A expressão “radiação ionizante” refere-se a emissões de partículas com energia suficiente para arrancar electrões aos átomos, transformando-os em iões.

No papel, isto pode parecer inofensivo, mas, na prática, a ionização pode quebrar moléculas, perturbar reacções bioquímicas e até fragmentar ADN. Para um ser humano, nada disto é boa notícia - embora este efeito possa ser aproveitado para destruir células cancerígenas, particularmente sensíveis a este tipo de agressão.

Ainda assim, C. sphaerospermum revelou uma resistência pouco comum e, quando exposto a radiação ionizante, chegou mesmo a crescer melhor. Outros ensaios indicaram também que a radiação ionizante alterava o comportamento da melanina fúngica - uma observação suficientemente sugestiva para justificar estudos adicionais.

Foi num artigo subsequente, publicado por Dadachova e Casadevall em 2008, que surgiu pela primeira vez a proposta de uma via biológica semelhante à fotossíntese.

Segundo essa hipótese, o fungo - e outros com características semelhantes - pareceria captar radiação ionizante e convertê-la em energia, com a melanina a desempenhar um papel comparável ao da clorofila, o pigmento que absorve luz.

Em simultâneo, a melanina funcionaria como um escudo protector contra os efeitos mais nocivos dessa mesma radiação.

O que a ciência sabe (e o que falta provar)

Esta ideia parece ganhar apoio indirecto num artigo de 2022, em que cientistas descrevem os resultados de levar C. sphaerospermum para o espaço e fixá-lo no exterior da Estação Espacial Internacional, expondo-o em pleno à radiação cósmica.

Nessa experiência, sensores colocados sob a placa de Petri mostraram que atravessava menos radiação através dos fungos do que num controlo composto apenas por ágar.

O objectivo desse trabalho não era provar nem explorar a radiossíntese, mas avaliar o potencial do fungo como escudo anti-radiação em missões espaciais - uma possibilidade interessante. Ainda assim, à data desse artigo, continuava por esclarecer o que o fungo está, de facto, a fazer.

Os cientistas não conseguiram demonstrar fixação de carbono dependente de radiação ionizante, ganhos metabólicos obtidos a partir de radiação ionizante, nem uma via definida de captação de energia.

“Contudo, a radiossíntese propriamente dita ainda está por demonstrar, quanto mais a redução de compostos de carbono em formas com maior conteúdo energético ou a fixação de carbono inorgânico impulsionada por radiação ionizante”, escreve uma equipa liderada pelo engenheiro Nils Averesch, da Universidade de Stanford.

A noção de radiossíntese é tão apelativa - parece saída de ficção científica. Mas talvez seja ainda mais notável que este fungo estranho esteja a conseguir, de alguma forma que ainda não compreendemos, neutralizar algo tão perigoso para os humanos.

E não é caso único. Uma levedura negra, Wangiella dermatitidis, apresenta crescimento reforçado sob radiação ionizante. Já outra espécie, Cladosporium cladosporioides, mostra aumento de produção de melanina, mas não de crescimento, quando exposta a radiação gama ou UV.

Ou seja, o comportamento observado em C. sphaerospermum não é uma característica universal dos fungos melanizados.

Isto quer dizer que estamos perante uma adaptação que permite ao fungo “alimentar-se” de uma forma intensa de energia capaz de matar outros organismos? Ou será antes uma resposta ao stress que melhora as probabilidades de sobrevivência em condições extremas, ainda que longe do ideal?

Por agora, é impossível saber.

O que sabemos é que este fungo negro, discreto e de aspecto aveludado, está a tirar partido da radiação ionizante de uma maneira engenhosa para sobreviver e talvez até multiplicar-se num local demasiado perigoso para que os humanos o possam pisar em segurança; a vida, de facto, encontra um caminho.