Gljive u službi detoksikacije

Od katastrofe koja se zbila 1986. godine sa stravičnim posljedicama u ukrajinskom gradu Černobilu, stalno se provode znanstvena istraživanja. Pojava crne plijesni na zidovima reaktora nuklearne elektrane i povećanje dimenzija u gljiva stapčarki ponukale su znanstvenike svijeta na razna istraživanja vezana uz mikologiju.

To je osobito zainteresiralo američkog mikologa Artura Casadevalla koji je pomogao determinirati nekoliko zasebnih vrsta. Za početak je nakon černobilske katastrofe pomogao identificirati nekoliko vrsta radiotropnih plijesni.

Čišćenje okoliša pomoću radiotropnih gljiva

Zanimanje svjetskih razmjera za radiotropne gljive i metodu mikoremedijacije započelo je 2007. godine, nakon što su ruski znanstvenici ubacili robota u nuklearnu elektranu u Černobilu u Ukrajini.

Sljedeće otkriće bilo je da sve istraživane plijesni sadrže melanin, pigment koji se inače nalazi
u ljudskoj i životinjskoj koži, a Casadevall i kolege iz tima su postavili teoriju baziranu na pokusima s raznim vrstama gljiva da one za zračenja vrše određenu neprirodnu formu fotosinteze. Zaključili su da gljive koriste melanin kako bi privukle energiju koja se oslobodila procesom ionizacije za vrijeme trajanja radijacije, odnosno kako radiotropne gljive koriste pigment melanin za pretvaranje gama zračenja u kemijsku energiju za rast i zato im se povećaju dimenzije.

Na zidovima reaktora pronađena je crna plijesan (Cryptococcus sp.) koja je svojom bujnošću ukazivala znanstvenicima na činjenicu da se našla u idealnim uvjetima za razvoj.

Pokazalo se da crna plijesan u normalnim uvjetima ne proizvodi melanin, ali počinje nakon
izlaganja jakoj radijaciji. U Černobilu je 1987. godine korišten ugljik visoko kontaminiran radioaktivnim zračenjem za hlađenje reaktora. Vremenom je primijećeno da su gljive počele razgrađivati taj ugljik nakon čega su se počele razvijati ideje čišćenja okoliša uz pomoć radiotropnih gljiva, odnosno vrsta gljiva koje upijaju velike količine radioaktivnog zračenja

Mikoremedijacija u širokoj primjeni

Mnogi znanstvenici prognoziraju da će mikoremedijacija kao metoda uklanjanja opasnog otpada postati široko primjenjivana.

Casadevallov zemljak i kolega Paul Stamets proučavao je moguće primjene gljiva za čišćenje okoliša preko 30 godina, a metodu je nazvao mikoremedijacija.

Otkriveno je da neke gljive imaju moć razgraditi organske komponente, točnije ugljikovodične lance u naftnim prerađevinama i pesticidima. Dokazano je da gljive mogu očistiti iz tla ili vode teške metale poput olova i kadmija, ali s obzirom da su ovo već najjednostavnije komponente i ne mogu se više razgrađivati na način da ih upijaju i zatim akumuliraju u svome tkivu.

Naravno, gljive koje upiju radioaktivne elemente i teške metale postaju otrovni otpad i ne smiju se konzumirati. Prema američkim autorima, gljive koje razgrađuju drvo su osobito učinkovite u razgradnji polutanata kao što su aromatični ugljikovodici (otrovne komponente u nafti) i spojeva klora u pesticidima kojima je klor baza. Mikoremedijacija se koristi kod čišćenja zagađenog tla, površinske vode ili otpada s farmi, u slučajevima prolivene nafte ili zagađenja industrijskim kemikalijama.

Ekološko čišćenje naftnih izljeva

Gradonačelnica San Francisca, Lisa Gautier izborila se kod vlade za pokus čišćenja nafte iz oceana metodom mikoremedijacije koji se pokazao nešto sporijim, ali ekološkim i uspješnim.

Jedan od primjera korištenja ove metode je kada se iz broda izlilo 220.000 l nafte duž obale San Francisca 2007. godine. Gradonačelnica Lisa Gautier uspjela je kod vlade izboriti pokus s gljivama umjesto predviđenog potapanja ili spaljivanja. Najprije su radnici fizički uklonili naftu, točnije uronili je u jastuke izrađene od ljudske kose prikupljene iz brojnih frizerskih salona. Kosa dobro upija ulje te je u ovom slučaju imala ulogu spužve. Na te jastuke su stavili sloj bukovača (Pleurotus osteatus), slame jer je ona medij bogat ugljikom, žitnih zrna i piljevine. Takva smjesa imitira lignin - smeđi dio drveta koji u prirodi razlažu gljive koje uzrokuju bijelu trulež.

Lignin, kao i nafta sadrže ugljik i vodik pa bukovače u oba ova medija djeluju na isti način, tj. tako da enzimi iz njihova micelija raskidaju kemijske veze između tih dvaju elemenata. Proces razgradnje je trajao četiri tjedna kada se na mjestima gdje su inokulirani miceliji, na neotrovne komponente reduciralo više od 95% aromatičnih ugljikovodika. Istodobno na kontrolnim podlogama nisu zamijećene nikakve takve aktivnosti. Na kraju je utvrđeno da bukovače koje su vremenom niknule nisu sadržavale nikakve otrovne tvari.

Gljive stimuliraju i druge organizme na razgradnju

Kod ovakvih akcija potrebno je gljivama osigurati idealne uvjete za razvoj. Općenito im odgovara nešto kiselija pH vrijednost, potrebna im je vlaga, zasjena, puno kisika jer je esencijalan za razgradnju ugljikovodika, a što se može potpomoći aeracijom te odgovarajuća temperatura koja ovisi o vrsti gljive. Amerikanci su ustvrdili da polaganje organskih materijala na tlo kao što su slama, listinac, gnojivo, drvna sječka pridobivena od drveta listača (joha, javor, hrast i dr.) omogućuje kiši, mikroorganizmima i kukcima vrlo učinkovitu aktivaciju bioloških procesa razgradnje.

Još veća učinkovitost postiže se ako neki od tih organskih materijala umiješa u tlo. Dodavanje organske materije povećat će biološke aktivnosti za najmanje 20%, a najviše za 80%. Smatra se da gljive izlučuju enzime koji stimuliraju druge mikroorganizme u tlu ili biljkama na razgradnju agresivnih toksina.

Bukovače upijaju iznimno otrovne spojeve

Bukovače (Pleurotus osteatus) su se pokazale radiotropnim gljivama koje upijaju cezijev izotop 137. One još razgrađuju ugljikovodik u polikloriranim bifenilima tzv. PCB spojevima koji su se koristili npr. u transformatorima i električnim motorima. Razgrađuju i policikličke aromatične ugljikovodike, tzv. PAH sadržan u naftalenu, nafti i drugdje, a upijaju kadmij, živu i iznimno otrovne spojeve dioksine.

Poljska krivonoška (Pleurotus eryngii) je kod nas zaštićena. Ona može razgraditi razne otrove, poput zloglasnog sredstva Agent Orange koji su SAD zloupotrijebile u Vijetnamu.

Druga vrsta bukovače, mekana krivonoška (Pleurotus pulmonarius) može razgraditi atrazin - herbicid za koji su naše tiskovine donedavno pisale da je prisutan u podzemnim vodama u okolici Zagreba i koje se dalje distribuiraju u vidu vode za piće, a zabranjen je u EU.

Osim toga razgrađuje TNT eksploziv i upija kadmij, živu i bakar. Znanstvenici su otkrili da gljive mirisne aniske (Lentinus edodes), poznatije kao shiitake mogu razgraditi biocid širokog spektra - pentaklorofenol koji je toksičniji od nekada korištenog DDT-a, zatim PAH, PCB i fenilciklin kratice PCP koji se zloupotrebljava kao droga, a osim toga pokazale su da imaju moć popraviti imunološki sustav kod osoba koje su stradale uslijed radioaktivnog zračenja.

Šampinjoni i gljive bijele truleži

Određene gljive iz roda Phanerochaete koje uzrokuju bijelu trulež sposobne su pomoću svojih lignolitičkih enzima razgraditi lignin i kemikalije po sastavu nalik ligninu, točnije takve koje sadrže ugljikovodik na ugljik dioksid koji je sve prisutan u prirodi. Ti enzimi su dovoljno snažni da mogu razgraditi toksični otpad poput PCB-a (polikloriranih bifenila), droge PCP-a (fenilciklina), bifenila i trifenimetana. Za čupave gnojištarke (Coprinus comatus) pronađeno je da upijaju arsen, kadmij i živu.

Vrsta Hypsizygus ulmarius razgrađuje iznimno otrovne spojeve dioksine i zaštitne premaze za drvo. Gljiva bijele truleži Trametes versicolor razgrađuje PAH, TNT, organofosfate i živu. Šampinjoni ili pečurke (Agaricus sp.) razgrađuju kadmij, a slamnatica ili ferriijeva gljiva (Stropharia rugosoannulata) bakteriju Escherichiu coli i druge biološke kontaminatore.

Čišćenje područja zahvaćenih radijacijom

Spomenuti mikolog Paul Staments savjetuje da se na područjima zahvaćenim radijacijom ivera sav drvni otpad i zatim rasprostre što šire i potom malčira 30 do 60 cm.

Radiotropne gljive koriste pigment melanin kako bi pretvorile gama zračenje u kemijsku energiju za rast.

Zatim treba saditi autohtono drveće na mjestima gdje su već nastanjene radiotropne gljive. Nakon što se formiraju gljive potrebno ih je ukloniti kao opasan toksičan otpad. Njihovo spaljivanje daje radioaktivni pepeo koji se može rafinirati u staklenkama. Radioaktivne čestice u tim gljivama ne šire se dalje dugi vremenski period.

Za sada mikoremedijacija nije metoda koja je u širokoj primjeni, ali svakako ima potencijala jer je čista, relativno jednostavna i jeftina i stoga bi bilo dobro istražiti kakve su sve mogućnosti
domaćih vrsta gljiva.