Чернобыльские черные лягушки демонстрируют эволюцию в действии

Авария на четвертом энергоблоке Чернобыльской АЭС в 1986 году привела к крупнейшему в истории выбросу радиоактивных материалов в окружающую среду. Однако спустя более трех десятилетий Чернобыль стал одним из крупнейших природных заповедников Европы.

Радиация может повреждать генетический материал живых организмов. Один из ключевых вопросов исследований в Чернобыле — пытаются ли некоторые виды адаптироваться к жизни с радиацией.

Защитная роль меланина

В 2016 году недалеко от поврежденного реактора были обнаружены несколько восточных квакш (Hyla orientalis) с необычным черным оттенком, хотя этот вид обычно имеет ярко-зеленую окраску.

Меланин, отвечающий за темный цвет многих организмов, может также снижать негативное воздействие ультрафиолетового и ионизирующего излучения, как было показано на грибах. Он поглощает и рассеивает часть энергии излучения, а также нейтрализует ионизированные молекулы внутри клетки, такие как активные формы кислорода. Это снижает вероятность повреждения клеток и повышает шансы на выживание.

Окраска чернобыльских квакш

С 2017 по 2019 год было изучено окраску более 200 самцов лягушек, отловленных в 12 различных водоемах. Эти локации были распределены вдогонь широкого градиента радиоактивного загрязнения, включая одни из самых радиоактивных районов планеты, а также четыре контрольных участка за пределами Чернобыльской зоны отчуждения с фоновым уровнем радиации.

Исследование, опубликованное в Evolutionary Applications, показывает, что чернобыльские квакши имеют гораздо более темную окраску, чем лягушки из контрольных районов. Некоторые из них — угольно-черные. Эта окраска не связана с текущими уровнями радиации, которые можно измерить у всех особей. Темная окраска характерна для лягушек из районов, наиболее загрязненных на момент аварии.

Эволюционные реакции в Чернобыле

Результаты исследования позволяют предположить, что чернобыльские лягушки могли пройти процесс быстрой эволюции в ответ на радиацию. В этом сценарии те лягушки с более темной окраской на момент аварии, которые обычно составляют меньшинство в популяциях, получили преимущество благодаря защитному действию меланина.

Темные лягушки лучше пережили радиацию и успешнее размножались. С момента аварии прошло более десяти поколений лягушек, и классический, хотя и очень быстрый, процесс естественного отбора может объяснить, почему эти темные лягушки теперь являются доминирующим типом для вида в Чернобыльской зоне отчуждения.

Изучение чернобыльских черных лягушек — это первый шаг к лучшему пониманию защитной роли меланина в условиях радиоактивного загрязнения. Это также открывает перспективы для применения в таких областях, как обращение с радиоактивными отходами и освоение космоса.