Іспанські вчені проаналізували, яким чином пов'язане забарвлення жаб з чорнобильської зони з впливом на них радіації. Вони виявили, що жаби, які виловлені ближче до місця аварії, мали темніший колір шкіри, а деякі були чорними як смола. Науковці прийшли до висновку, що чорнобильські жаби могли пройти процес швидкої еволюції у відповідь на радіацію. Таким чином, жаби з більш темним забарвленням на момент аварії завдяки захисній дії меланіну мали кращі шанси на виживання. Про це йдеться в журналі Evolutionary Applications.
Градієнт зразків райки східної, відібраних в зоні відчуження та за її межами / Pablo Burraco, Germán Orizaola / Evolutionary Applications, 2022.
👋Підпишіться на нас у Telegram, Instagram, Facebook або Viber! А ще в нас є YouTube-канал!
Як живуть тварини біля Чорнобиля?
Аварія на Чорнобильській атомній електростанції 26 квітня 1986 року спричинила величезний викид радіоактивного матеріалу в навколишнє середовище. Таким чином, Чорнобильська зона є важливим місцем вивчення екологічних та еволюційних наслідків впливу іонізуючого випромінювання на дику природу. Гостре опромінення негативно вплинуло на фізіологію, морфологію та геноміку різних видів, які мешкають на цій території. Однак нещодавні дослідження показали, що деякі тварини пристосувалися до радіації. Так, хронічний вплив низьких доз радіації в Чорнобилі посприяв адаптації до окислювального стресу у деяких видів птахів, пристосуванню рудих нориць і навіть певних рослин.
Як організми адаптуються до радіації?
Іонізуюче випромінювання шкідливе, оскільки воно може пошкодити ДНК та інші біомолекули, викликаючи збої в роботі клітин і збільшуючи ризик смерті. Різні механізми відновлень пошкоджень ДНК можуть полегшити життя в радіоактивно забрудненому середовищі. Деякі з організмів можуть активізувати експресію механізмів відновлення та захисту клітин. Однак більшість цих процесів нездатні повністю компенсувати вплив радіації, що часто призводить до шкідливих мутацій. Альтернативним захистом може стати зміна пігментації. У тварин забарвлення відіграє ключову роль у статевому відборі, захисту від хижаків та підтримці здоров'я. Попередні дослідження чорнобильських грибів показали, що камуфляж на основі меланіну, тобто природного пігменту шкіри, може пом'якшувати вплив радіації. Але чи завжди меланін зменшує негативний вплив ультрафіолетового випромінювання, ще доведеться дослідити. Цікаво це вивчити на земноводних, які живуть як на землі, так і у воді, піддаючись впливу повного спектру джерел радіації в забрудненому середовищі. І науковці Біологічної станції Доньяна, які вже раніше помітили, що радіація ніяк не повпливала на фізіологічні біомаркери крові чорнобильських жаб, цього разу вирішили дослідити відмінності в забарвленні шкіри спини райки східної (Hyla orientalis) — жаб розміром до п'яти сантиметрів, які проживають у Чорнобильській зоні.
Як саме досліджували жаб?
Ще в 2016 році дослідники виявили, що райка східна, яка зазвичай має світло-зелений окрас, на території Чорнобилю може мати і більш темне, і навіть чорне забарвлення. Вони припустили, що більш темний колір шкіри корелює з захистом меланіну від іонізуючого випромінювання. Тому вчені відібрали дорослих самців H. orientalis у 12 ставках Чорнобильської зони і за її межами, які мають різний рівень радіоактивного забруднення. Всього вони протягом трьох років вивчили 189 жаб, у яких визначили рівень забарвлення шкіри спини, а також розглянули активність антиоксидантних ферментів печінки та перекисне окислення ліпідів, – одного з найважливіших окислювальних процесів в організмі. Щоб дослідити взаємозв'язок між окисно-відновним статусом жаби, забарвленням шкіри та радіацією, вчені кількісно визначили загальну потужність дози опромінення, поглинені кожною жабою.
Що показали результати?
Науковці виявили, що дійсно, чим ближче жаби жили до зони з високим рівнем радіації на момент аварії, тим темнішими вони були. Загалом, ті самці, які жили в зоні відчуження були на 43,6 відсотка чорнішими за тих, кого виловили за її межами. Проте це забарвлення не пов'язане з поточними рівнями радіації, тобто тими, які зазнають жаби зараз. Науковці не виявили суттєвої кореляції між дозою опромінення та пігментацією. Таким чином, імовірно, що селективні процеси сприяли особинам із темнішим забарвленням, що пов'язано з вищим рівнем виживання в умовах надзвичайно високої радіації. Тобто жаби з більш темним забарвленням на момент аварії, які зазвичай становлять меншість, завдяки захисній дії меланіну отримали перевагу. Історично висока радіація могла посприяти відбору та підтримці темного забарвлення чорнобильських жаб, які в нових екстремальних умовах, отримали більше шансів на виживання та розмножування, ставши нормою в зоні відчуження.
Ми вже розповідали раніше, що, на подив вчених, аналіз геномів ліквідаторів Чорнобильської аварії та людей, евакуйованих з Прип'яті, а також їхніх дітей, не виявив надмірних мутацій. Втім, поблизу зони відчуження, посіви і досі забруднені радіоактивним стронцієм та цезієм, на що вказали зразки зерна та деревини, зібрані з полів Іванківського району Київської області.