Как чернобыльские лягушки приспособились к радиации

Авария на четвертом реакторе Чернобыльской АЭС в 1986 году привела к крупнейшему выбросу радиоактивных материалов в окружающую среду в истории человечества. Последствия острого облучения высокими дозами радиации были тяжелыми для окружающей среды и населения . Но спустя более чем три десятилетия после аварии Чернобыль стал одним из крупнейших заповедников Европы. Сегодня здесь находят убежище разнообразные исчезающие виды, в том числе медведи, волки и рыси.

Вид на 4-й реактор Чернобыльской АЭС с озера Азбучин (Украина), 2019 год. Germán Orizaola

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 селективным фактором, благоприятствующим организмам с механизмами, повышающими их выживаемость в районах, загрязненных радиоактивными веществами.

Загрязненная территория в Чернобыльской зоне отчуждения (Украина). ArcticCynda

Меланин защищает от радиации

Наша работа в Чернобыле началась в 2016 году. В том же году недалеко от поврежденного ядерного реактора мы обнаружили несколько восточных квакш ( Hyla orientalis ) с необычным черным оттенком. Этот вид обычно имеет ярко-зеленую окраску спины, хотя иногда можно встретить и более темных особей.

Меланин отвечает за темный цвет многих организмов. Что менее известно, так это то, что этот класс пигментов также может уменьшать негативное воздействие ультрафиолетового излучения. И его защитная роль может распространяться и на ионизирующее излучение, как это было показано на примере грибов . Меланин поглощает и рассеивает часть энергии излучения. Кроме того, он может очищать и нейтрализовать ионизированные молекулы внутри клетки, такие как активные формы кислорода . Эти действия снижают вероятность того, что люди, подвергшиеся воздействию радиации, будут продолжать страдать от повреждения клеток и увеличивают свои шансы на выживание.

Самец восточной лягушки святого Антония ( Hyla orientalis ) за пределами Чернобыльской зоны отчуждения (Украина), 2019 г. Germán Orizaola

Окрас чернобыльских квакш

После обнаружения первых черных лягушек в 2016 году мы решили изучить роль меланиновой окраски в чернобыльской фауне. В период с 2017 по 2019 год мы подробно изучили окраску восточных квакш в разных районах северной Украины.

За эти три года мы проанализировали окраску спинной кожи более 200 самцов лягушек, отловленных в 12 различных прудах для размножения. Эти населенные пункты были распределены по широкому градиенту радиоактивного загрязнения. Они включали некоторые из самых радиоактивных районов на планете, а также четыре объекта за пределами Чернобыльской зоны отчуждения, где в качестве контроля использовались уровни фонового излучения.

Наша работа показывает, что чернобыльские древесные лягушки имеют гораздо более темную окраску, чем лягушки, отловленные в контрольных зонах за пределами зоны. Как мы узнали в 2016 году, некоторые из них абсолютно черные. Эта окраска не связана с уровнями радиации, которые сегодня испытывают лягушки и которые мы можем измерить у всех особей. Темная окраска характерна для лягушек из наиболее загрязненных районов во время аварии или вблизи них.

Мы надеемся, что нынешняя война в Украине скоро закончится, и международное научное сообщество сможет вместе с нашими украинскими коллегами вернуться к изучению увлекательных процессов эволюции и восстановления чернобыльских экосистем.

1. Germán Orizaola

   Investigador Ramón y Cajal, Universidad de Oviedo

2. Pablo Burraco

   Investigador postdoctoral Juan de la Cierva Incorporación, Estación Biológica de Doñana (EBD-CSIC)

3. Источник