Promieniowanie może uszkodzić materiał genetyczny żywych organizmów i wygenerować niepożądane mutacje. Jednak jednym z najbardziej interesujących badawczo tematów jest próba ustalenia, czy niektóre gatunki umieją dostosować się do życia z promieniowaniem. Jak w przypadku innych zanieczyszczeń, promieniowanie może być bardzo silnym czynnikiem selekcji, promującym organizmy potrafiące przetrwać w obszarach z substancjami radioaktywnymi.

Melanina chroni przed promieniowaniem

Nasza praca w Czarnobylu zaczęła się w 2016 roku. W tamtym roku odkryliśmy w pobliżu uszkodzonego reaktora kilka rzekotek wschodnich (Hyla orientalis) o niecodziennym czarnym zabarwieniu. Normalnie ten gatunek ma jaskrawo zielony grzbiet, choć czasami trafiają się ciemniejsze okazy.

Melanina odpowiada za ciemny kolor skóry u wielu organizmów. Mniej znany fakt na jej temat jest taki, że ten rodzaj pigmentu może neutralizować efekty promieniowania UV. Rola ochronna może obejmować również promieniowanie jonizujące, czego dowiedziono w przypadku grzybów. Melanina pochłania i rozprasza część energii radiacyjnej. Dodatkowo, może wychwytywać i neutralizować najonizowane molekuły wewnątrz komórek. Dzięki temu działaniu jest mniej prawdopodobne, że organizmy doświadczą uszkodzenia komórek, a to zwiększa ich szansę na przeżycie.

Kolor żab z Czarnobyla

Po odkryciu pierwszych czarnych żab w Czarnobylu, postanowiliśmy przestudiować rolę melaniny u innych lokalnych gatunków. Pomiędzy 2017 i 2019 rokiem badaliśmy rzekotki drzewne różnych rejonach północnej Ukrainy.

Przez trzy lata analizowaliśmy ubarwienie ponad 200 samców złapanych w 12 różnych stawach. Lokalizacje wybraliśmy tak, by zbadać możliwie szeroki zakres zanieczyszczenia radioaktywnego. Na liście były jedne z najbardziej radioaktywnych miejsc świata, ale również 4 obszary poza czarnobylską strefą wykluczenia, które służyły za grupę kontrolną.

Analiza wykazała, że rzekotki z Czarnobyla są zdecydowanie ciemniejsze niż żaby schwytane w miejscach poza strefą. I, jak odkryliśmy już w 2016, niektóre są czarne jak smoła. Ubarwienie nie odpowiada jednak dzisiejszemu poziomowi napromieniowania lub temu, jaki mogliśmy zmierzyć u samych osobników. Ciemna barwa jest typowa dla żab, które bytowały najbliżej epicentrum w chwili katastrofy.

Ewolucyjne reakcje w Czarnobylu

Wyniki naszego badania sugerują, że żaby z Czarnobyla mogły przejść proces gwałtownej ewolucji wskutek promieniowania. W takim scenariuszu ciemne żaby żyjące w chwili wybuchu – które zwykle są mniejszością populacji – były faworyzowane do przetrwania dzięki zbawiennej funkcji melaniny.

Ciemne rzekotki miały większe szanse na przetrwanie i reprodukcję. Od czasu katastrofy upłynęło już ponad 10 pokoleń żab i klasyczny (choć bardzo szybki) proces selekcji naturalnej może tłumaczyć, dlaczego dziś ciemne żaby są dominującą odmianą tego gatunku wewnątrz czarnobylskiej strefy wykluczenia.

Badanie czarnych żab z Czarnobyla to pierwszy krok dla lepszego zrozumienia ochronnej roli melaniny w obszarach objętych promieniowaniem radioaktywnym. Dodatkowo, otwiera to drzwi do potencjalnych zastosowań w innych dziedzinach, tak różnorodnych jak zarządzanie odpadami czy eksploracja kosmosu.

Mamy nadzieję, że trwająca w Ukrainie wojna wkrótce się skończy i środowisko naukowe będzie mogło ponownie badać, wspólnie z naszymi ukraińskimi kolegami, fascynujące procesy ewolucji i ponownego zdziczenia w ekosystemie Czarnobyla.

Autorzy: Germán Orizaola oraz Pablo Burraco. Oryginalna wersja tekstu pojawiła się w językach hiszpańskim i angielskim w serwisie TheConversation. Tłumaczenie: Michał Karaś

Gdy eksplodował czwarty reaktor elektrowni miała 60 lat i jak sama zauważyła – starych drzew się nie przesadza. A jak wygląda życie osoby ewakuowanej? – Pobyłam na ewakuacji z miesiąc, ale jak tam żyć, skoro tu dom i obejście, ogród, a tam mieszkanie w barakach, wszyscy na kupie, jak w obozie. Nie zastanawiałam się nad niebezpieczeństwem, wzięłam, co miałam i przyjechałam z powrotem – dodała kobieta.

Po powrocie Szarapenko zamieszkała w swoim własnym domu. Wieś w ciągu miesiąca zmieniła się jednak nie do poznania. Pusta droga, zamknięte na kłódkę sklepy, nieczynna przychodnia lekarska. Tak jest do dziś. Z pół tysiąca mieszkańców do Iljinców powróciło kilkadziesiąt osób. W całej zamkniętej, 30-kilometrowej strefie wokół elektrowni zaczęło się pojawiać coraz więcej osób. Chcieli oni doczekać końca swoich dni we własnym domu.

Ich życie po powrocie wcale nie było proste. W dzień zajmowali się gospodarstwem, a w nocy musieli walczyć z wilkami, które po ewakuacji na dobre zadomowiły się w miejscowości. Co tylko mogli, zaczęli uprawiać sami, potem zaczął do nich przyjeżdżać sklep. Ich monotonię życia przerywali dziennikarze, którzy chcieli zobaczyć, jak radzą sobie „samosioły”, czyli nielegalni osiedleńcy. Podobnie było z politykami. Ci z kolei przyjeżdżali tam tylko przy okazji różnych rocznic.

Podróż z centrum Kijowa do Iljinców zajmuje dwie godziny, 120 minut jazdy w inną, minioną już epokę, która zadomowiła się w rejonie Czarnobyla na wiele następnych lat.

Wybuch, który miał miejsce 26 kwietnia 1986 roku w czwartym reaktorze czarnobylskiej elektrowni, spowodował skażenie ok. 100 tys. km kwadratowych powierzchni, z czego aż 70 proc. na Białorusi. Substancje radioaktywne dotarły nad Skandynawię, Europę Środkową, w tym Polskę, a także na południe Europy – do Grecji i Włoch.

Źródło: naukawpolsce.pap.pl