Černobylské černé žáby odhalují evoluci v akci

Foto: black-frogs Černobyl/
Samec žáby východní sv. Antonína ( Hyla orientalis ) na místě mimo černobylskou uzavřenou zónu (Ukrajina), 2019, Germán Orizaola

Havárie čtvrtého reaktoru jaderné elektrárny Černobyl v roce 1986 způsobila největší únik radioaktivního materiálu do životního prostředí v historii lidstva. Dopad akutní expozice vysokých dávek záření byl závažný pro životní prostředí a lidskou populaci. Více než tři desetiletí po havárii se ale Černobyl stal jednou z největších přírodních rezervací v Evropě. Dnes tam nachází útočiště pestrá škála ohrožených druhů zvířat a živočichů, včetně medvědů, vlků a rysů, napsal Conversation.

Záření může poškodit genetický materiál živých organismů a vytvářet nežádoucí mutace. Jedno z nejzajímavějších výzkumných témat v Černobylu se však snaží odhalit, zda se některé druhy skutečně přizpůsobují životu s radiací. Stejně, jako u jiných znečišťujících látek, může být záření velmi silným selektivním faktorem, který zvýhodňuje organismy s mechanismy, které zvyšují jejich přežití v oblastech kontaminovaných radioaktivními látkami.

Ochrana melaninu před zářením

Naše práce v Černobylu začala v roce 2016. Ten rok jsme poblíž poškozeného jaderného reaktoru objevili několik rosniček východních (Hyla orientalis) s neobvyklým černým odstínem. Tento druh má normálně jasně zelené hřbetní zbarvení, i když občas lze nalézt tmavší jedince.

Foto: Černobyl/Getty Images
Pohled na reaktor 4 jaderné elektrárny Černobyl z jezera Azbuchyn (Ukrajina), 2019, Germán Orizaola.

Melanin je zodpovědný za tmavou barvu mnoha organismů. Méně známé je, že tato třída pigmentů může také snížit negativní účinky ultrafialového záření. A jeho ochranná role se může rozšířit i na ionizující záření, jak bylo prokázáno u hub. Melanin absorbuje a rozptyluje část energie záření. Kromě toho dokáže vychytávat a neutralizovat ionizované molekuly uvnitř buňky, jako jsou reaktivní formy kyslíku. Tyto akce snižují pravděpodobnost, že jedinci vystavení radiaci utrpí poškození buněk a zvýší své šance na přežití.

Barva černobylských rosniček

Po detekci prvních černých žab v roce 2016 jsme se rozhodli studovat roli melaninového zbarvení v černobylské divočině. V letech 2017 až 2019 jsme podrobně zkoumali zbarvení rosniček východních v různých oblastech severní Ukrajiny.

Během těchto tří let jsme analyzovali dorzální zbarvení kůže více než 200 samců žab odchycených ve 12 různých chovných rybnících. Tyto lokality byly rozmístěny podél širokého gradientu radioaktivní kontaminace. Zahrnovaly některé z nejradioaktivnějších oblastí na planetě, ale také čtyři místa mimo černobylskou uzavřenou zónu a s úrovněmi radiace na pozadí používanými jako kontroly.

Naše práce odhaluje, že černobylské rosničky mají mnohem tmavší zbarvení než žáby chycené v kontrolních oblastech mimo zónu. Jak jsme zjistili v roce 2016, některé jsou černé jako tma. Toto zbarvení nesouvisí s úrovněmi záření, které žáby dnes zažívají a které můžeme měřit u všech jedinců. Tmavé zbarvení je typické pro žáby z nejvíce kontaminovaných oblastí v době nehody nebo v jejich blízkosti.

Evoluční reakce v Černobylu

Výsledky naší studie naznačují, že černobylské žáby mohly v reakci na radiaci projít procesem rychlé evoluce. V tomto scénáři by ty žáby s tmavším zbarvením v době nehody, které normálně představují menšinu v jejich populacích, byly zvýhodněny ochranným působením melaninu.

Tmavé žáby by záření přežily lépe a úspěšněji by se rozmnožily. Od nehody uplynulo více než deset generací žab a klasický, i když velmi rychlý proces přirozeného výběru může vysvětlit, proč jsou tyto tmavé žáby nyní dominantním typem pro tento druh v uzavřené zóně Černobylu.

Studium černobylských černých žab představuje první krok k lepšímu pochopení ochranné role melaninu v prostředích zasažených radioaktivní kontaminací. Kromě toho otevírá dveře slibným aplikacím v tak rozmanitých oblastech, jako je nakládání s jaderným odpadem a průzkum vesmíru.

Doufáme, že současná válka na Ukrajině brzy skončí a mezinárodní vědecká komunita se bude moci vrátit a společně s našimi ukrajinskými kolegy studovat fascinující evoluční a přetvářející procesy černobylských ekosystémů.

Zdroj: Conversation


Napsat komentář