Эволюция в действии: ученые выяснили, как чернобыльские лягушки спасались от радиации
Авария на четвертом реакторе Чернобыльской АЭС в 1986 году привела к крупнейшему в истории человечества выбросу радиоактивных материалов в окружающую среду, пишут в Сonversation испанские ученые Пабло Буррако и Герман Орисаола, авторы исследования, опубликованного в журнале Evolutionary Applications.
Последствия острого облучения высокими дозами радиации были тяжелыми для окружающей среды и людей. Но спустя более чем три десятилетия после аварии чернобыльская зона отчуждения стала одним из крупнейших заповедников Европы. Сегодня здесь находят убежище разнообразные исчезающие виды, в том числе медведи, волки и рыси.
Радиация может повредить генетический материал живых организмов и вызвать нежелательные мутации. Однако одной из самых интересных тем исследований в Чернобыле является попытка определить, действительно ли некоторые виды приспосабливаются к жизни с радиацией. Как и в случае с другими загрязнителями, радиация может быть очень сильным фактором отбора.
«Наша работа в Чернобыльской зоне началась в 2016 году. Недалеко от поврежденного ядерного реактора мы обнаружили несколько восточных квакш (Hyla orientalis) необычного черного цвета. Этот вид обычно имеет ярко-зеленую окраску, хотя иногда можно встретить и чуть более темных особей», — рассказывают ученые.
За темный цвет многих организмов отвечает меланин. Этот класс пигментов также может уменьшать негативное воздействие ультрафиолетового излучения.
Примечательно, что его защитная роль может распространяться и на ионизирующее излучение. Меланин поглощает и рассеивает часть энергии опасного излучения. Кроме того, он может очищать и нейтрализовать ставшие опасными молекулы внутри клетки, например, активные формы кислорода. Это увеличивает шансы на выживание.
«За последующие три года мы проанализировали окраску более 200 самцов лягушек, отловленных в 12 различных прудах. Пункты сбора были распределены по широкому градиенту радиоактивного загрязнения. Они включали некоторые из самых радиоактивных районов на планете, а также четыре объекта за пределами зоны отчуждения в качестве контрольной группы», — пишут авторы работы.
Исследование показало, что чернобыльские лягушки имеют гораздо более темную окраску, чем лягушки, отловленные в контрольных зонах, некоторые из них абсолютно черные. Причем окраска не связана с уровнями радиации, которые лягушки испытывают сегодня. Темный цвет характерен для лягушек из районов, оказавшихся наиболее загрязненными во время аварии.
Результаты позволяют предположить, что чернобыльские лягушки могли пройти процесс быстрой эволюции в ответ на радиацию. Лягушки с более темной окраской, которые обычно составляют меньшинство, во время аварии были более защищены и получили эволюционное преимущество. Они лучше пережили радиацию и успешнее размножались.
После аварии родилось более десяти поколений лягушек, и классический, хотя и очень быстрый, процесс естественного отбора может объяснить, почему темные лягушки в настоящее время наиболее распространены зоне отчуждения.
Изучение чернобыльских черных лягушек представляет собой первый шаг к лучшему пониманию защитной роли меланина в средах, подвергшихся радиоактивному загрязнению. Кроме того, оно открывает двери для многообещающих перспектив в таких разнообразных областях, как обращение с ядерными отходами и исследование космоса.
Биологи воспроизвели миллионы лет эволюции в лаборатории
Опровержение гипотезы 60-летней давности: большинство «тихих» мутаций на самом деле вредны
