Чернобыльские черные лягушки раскрывают эволюцию в действии

Авария на четвертом реакторе Чернобыльской АЭС в 1986 году привела к крупнейшему выбросу радиоактивных материалов в окружающую среду в истории человечества. Воздействие высоких доз радиации было серьезным для окружающей среды и населения, сообщает «phys.org».

Спустя более трех десятилетий после аварии Чернобыль стал одним из крупнейших заповедников Европы. Разнообразный спектр исчезающих видов находит там убежище сегодня, включая медведей, волков и рысей.

Радиация может повредить генетический материал живых организмов и породить нежелательные мутации. Тем не менее, одной из самых интересных тем исследований в Чернобыле является попытка выяснить, 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, которые увеличивают их выживание в районах, загрязненных радиоактивными веществами.
Работа в Чернобыле началась в 2016 году. В том же году недалеко от поврежденного ядерного реактора ученые обнаружили несколько восточных древесных лягушек (Hyla orientalis) с необычным черным оттенком. Вид обычно имеет ярко-зеленую спинную окраску, хотя иногда можно найти более темных особей.

Меланин отвечает за темный цвет многих организмов. Что менее известно, так это то, что этот класс пигментов также может уменьшить негативное воздействие ультрафиолетового излучения. И его защитная роль может распространяться и на ионизирующее излучение, как это было показано с грибами. Меланин поглощает и рассеивает часть энергии излучения. Кроме того, он может собирать 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 увеличивать свои шансы на выживание.

Обнаружив первых черных лягушек в 2016 году, мы решили изучить роль меланиновой окраски в дикой природе Чернобыля. В период с 2017 по 2019 год мы подробно изучили окраску восточных древесных лягушек в разных районах северной Украины.

За эти три года ученые проанализировали дорсальную окраску кожи более 200 самцов лягушек, пойманных в 12 различных прудах. Эти населенные пункты были распределены по широкому градиенту радиоактивного загрязнения. Они включали в себя некоторые из самых радиоактивных районов на планете, а также четыре объекта за пределами Чернобыльской зоны отчуждения и с уровнями фоновой радиации, используемыми в качестве контроля.

В ходе исследования выяснялось, что чернобыльские древесные лягушки имеют гораздо более темную окраску, чем лягушки, пойманные в контрольных районах за пределами зоны. Как специалисты выяснили в 2016 году, некоторые из них черные.

Эта окраска не связана с уровнями радиации, которые лягушки испытывают сегодня и которые мы можем измерить у всех особей. Темная окраска типична для лягушек изнутри или вблизи наиболее загрязненных районов во время аварии.

Результаты исследования свидетельствуют о том, что чернобыльские лягушки могли пройти процесс быстрой эволюции в ответ на радиацию.

Темные лягушки лучше пережили бы радиацию и более успешно размножались. С момента аварии прошло более десяти поколений лягушек, и классический, хотя и очень быстрый, процесс естественного отбора может объяснить, почему эти темные лягушки в настоящее время являются доминирующим типом для видов в пределах Чернобыльской зоны отчуждения.

Изучение чернобыльских черных лягушек представляет собой первый шаг к лучшему пониманию защитной роли меланина в средах, пострадавших от радиоактивного загрязнения. Кроме того, он открывает двери для перспективных применений в таких разнообразных областях, как управление ядерными отходами и освоение космоса.