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Micróbios podem comer radiação?

Os Cientistas descobriram várias espécies de bactérias e fungos que podem comer radiação. Esses micróbios podem usar produtos químicos radioativos como combustíveis ou nutrientes para seu metabolismo. Algumas dessas bactérias são as espécies Burkholderia fungorum e Geobacter. Certos fungos como Cladosporium sphaerospermum, Cryptococcus neoformans e Wangiella dermatitidis possuem o pigmento melanina que pode absorver radiação.Fukushima Daichii (Japão, 2011), Chernobyl (Ucrânia, 1986), Three Mile Island (EUA, 1978), Windscale (Reino Unido, 1957)….

Zona de exclusão de Chernobyl (crédito da foto: Oito foto / disparador)

Estes são apenas alguns dos acidentes nucleares mais graves que aconteceram em todo o mundo.

Chernobyl é o pior até agora, com a zona em torno da usina nuclear de Chernobyl estimada como inabitável por cerca de 20.000 anos devido à radiação perigosa espalhada pela explosão.

No entanto, as explosões não são a única causa de preocupação quando se trata de usinas nucleares.

O descarte de resíduos nucleares gerados a partir desses reatores também é um problema sério. Eles são alimentados por elementos altamente radioativos, como o urânio, que se dividem em outros componentes radioativos, tornando-os essencialmente indestrutíveis. A radiação ionizante liberada pelo urânio e seus subprodutos é capaz de alterar nosso DNA e a exposição a longo prazo aumenta o risco de câncer .

Como os resíduos nucleares são descartados?

Atualmente, os resíduos radioativos gerados são resfriados e armazenados em grandes recipientes de aço inoxidável cercados por concreto. Volumes muito grandes de lixo nuclear são encerrados em concreto e enterrados profundamente. Embora esses métodos sejam viáveis ​​hoje, eles não são sustentáveis ​​devido ao crescimento da população mundial. O enterro de lixo radioativo também corre o risco de seu conteúdo vazar para os arredores e se infiltrar na cadeia alimentar. Deve haver uma maneira melhor de descartar esse lixo radioativo de uma vez por todas, certo?

Resíduos radioativos armazenados no subsolo em barris (Crédito da foto: josefkubes / Shutterstock)

Micróbios que podem ingerir radiação podem ajudar no descarte de resíduos nucleares

Com uma pequena ajuda de nossos versáteis amigos microscópicos, podemos realmente nos livrar desse lixo nuclear! Cientistas da Universidade de Manchester encontraram evidências de uma certa espécie de bactéria chamada Geobacter, que pode não apenas sobreviver à exposição à radiação, mas também utilizá-la.

As espécies de Geobacter possuem a capacidade única de oxidar compostos orgânicos e metais, incluindo ferro e metais radioativos. Eles podem até crescer em regiões com falta de oxigênio (por exemplo, no subsolo profundo) que têm alta alcalinidade, como áreas subterrâneas profundas onde o lixo nuclear é depositado.

Se as águas subterrâneas entrarem em contato com as abóbadas de concreto nas quais os resíduos nucleares são armazenados, sua interação aumenta a alcalinidade.

Alguns resíduos nucleares contêm celulose (de filtros usados, roupas de trabalho, etc.), que se decompõe em ácido isossacarínico (ISA) devido à alta alcalinidade. O ISA pode então reagir com o urânio para formar um composto mais solúvel que pode vazar e até poluir as águas subterrâneas.

Tal desastre potencialmente fatal é evitado pela Geobacter, pois pode quebrar o ISA e usá-lo como fonte de alimento e energia. Desta forma, o urânio retorna à sua forma sólida e insolúvel original. Desta forma, o urânio não pode poluir a água potável ou a cadeia alimentar, salvando inúmeras vidas.

Em outro caso, um projeto de pesquisa do Departamento de Energia dos Estados Unidos identificou uma cepa bacteriana chamada Burkholderia fungorum que utiliza urânio. Foi isolado do Local de Desafio de Pesquisa de Subsuperfície em Escala de Campo Integrado (IFRC) em Rifle, Colorado (EUA).

Esse achado foi digno de nota porque, na época (abril de 2015), membros da família Burkholderiaceae não haviam sido associados à redução de urânio.

Esta é uma característica única das espécies bacterianas, em que podem trocar material genético (DNA) se estiverem muito próximas. O DNA trocado pode originar resistência a antibióticos ou toxicidade por metais pesados. O B. fungorum, em particular, pode ter coletado algum DNA que o permitiu reduzir o urânio.

Os cientistas acreditam que esta nova habilidade de redução de urânio foi captada por bactérias de outras bactérias respiradoras de urânio que crescem na área.

 

Métodos de transferência de genes bacterianos (Crédito da foto: Aldona Griskeviciene / Shutterstock)

Fungos que podem ingerir radiação

Os fungos não ficam muito atrás das bactérias quando se trata de mitigar a radiação.

Essa evidência vem direto do coração da Usina Nuclear de Chernobyl abandonada.

Uma década após a tragédia, os pesquisadores enviaram robôs para vasculhar a área perigosa e encontraram fungos totalmente pretos nas paredes do reator em ruínas. A investigação também sugeriu que os fungos poderiam quebrar o grafite radioativo do núcleo quente do próprio reator nuclear. 

Outro achado interessante foi que os fungos pareciam crescer em direção à fonte de radiação, onde a radiação seria mais alta, como se fossem atraídos por ela.

Três espécies de fungos, a saber, Cladosporium sphaerospermum , Cryptococcus neoformans e Wangiella dermatitidis, foram identificadas a partir das amostras coletadas. Grandes quantidades do pigmento melanina foram encontradas nas três espécies.

A melanina também está presente na pele humana e é conhecida por absorver luz, mas dissipar a radiação.

Porém, nesses fungos, o mesmo pigmento também absorve radiação e permite que seja utilizado para o crescimento, da mesma forma que as plantas usam o pigmento clorofila para converter a luz solar em energia por meio da fotossíntese.

Os fungos contendo melanina também cresceram mais rápido na presença de radiação, em comparação com outras espécies de fungos que carecem de melanina. Isso ocorreu porque a exposição à radiação induziu uma mudança na forma da molécula de melanina do fungo. Essa mudança tornou a melanina quatro vezes melhor na realização de uma reação química metabólica típica.

Por dentro do reator 4 de Chernobyl (crédito da foto: Flickr)

Desde então, 37 espécies de fungos foram recuperadas em Chernobyl. Destes, Penicillium hirsutum , Cladosporium sphaerospermum , Aureobasidium pullulans e Aspergillus versicolor são provavelmente bio-destruidores ativos mesmo de substratos extremamente radioativos.

Como esses micróbios podem nos ajudar

Além da bio-remediação, os fungos amantes da radiação de Chernobyl podem ser a resposta para o problema de radiação da NASA. A NASA expressou explicitamente sua determinação em enviar pessoas a Marte, mas um de seus obstáculos mais difíceis é proteger os astronautas contra a radiação.

Os humanos não podem sobreviver no espaço, na Lua ou em Marte sem a atmosfera protetora da Terra e o campo magnético. Os cientistas estão, portanto, procurando maneiras viáveis ​​de proteger os astronautas.

A Estação Espacial Internacional (Crédito da foto: Dima Zel / Shutterstock)

Pesquisadores do Laboratório de Propulsão a Jato enviaram oito espécies isoladas de Chernobyl para a Estação Espacial Internacional (ISS) na esperança de encontrar uma solução. Na ISS, os astronautas descobriram que os fungos reduziram os níveis de radiação em cerca de 2%. Isso por si só não é suficiente como escudo de segurança, mas serve como um indicador do que o futuro pode trazer. Os astronautas podem carregar uma pequena quantidade das colônias de fungos a bordo do foguete. Ele poderia então ser cultivado em uma estrutura de escudo ao chegar a Marte e poderia engrossar, servindo como uma camada extra de proteção barata.

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É claro que os microrganismos oferecem uma solução permanente para a pilha crescente de resíduos radioativos e vários projetos de pesquisa estão identificando novos microrganismos com a capacidade de metabolizar substâncias radioativas. Com essas novas descobertas, não demorará muito para que um microorganismo receba a tarefa de limpar os resíduos radioativos de todas as usinas nucleares existentes!

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Gilvan Alves

23 Anos de idade, Técnico em Rede de Computadores, Sempre em busca de aprender algo novo todos os Dias!

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