Olyckan vid reaktor fyra i kärnkraftverket i Tjernobyl 1986 genererade det största utsläppet av radioaktivt material i miljön i mänsklighetens historia. Effekterna av den akuta exponeringen för höga doser av strålning var allvarliga för miljön och den mänskliga befolkningen. Men mer än tre decennier efter olyckan har Tjernobyl blivit ett av de största naturreservaten i Europa. En mångfald av hotade arter finner sin tillflykt där idag, inklusive björnar, vargar och lodjur.

Strålning kan skada genetiskt material hos levande organismer och generera oönskade mutationer. Ett av de mest intressanta forskningsämnena i Tjernobyl är dock att försöka upptäcka om vissa arter faktiskt anpassar sig för att leva med strålning. Precis som med andra föroreningar kan strålning vara en mycket stark selektiv faktor som gynnar organismer med mekanismer som ökar deras överlevnad i områden som är kontaminerade med radioaktiva ämnen.

Melaninskydd mot strålning

Vårt arbete i Tjernobyl startade 2016. Det året, nära den skadade kärnreaktorn, upptäckte vi flera österländska lövgrodor (Hyla orientalis) med en ovanlig svart nyans. Arten har normalt en ljusgrön ryggfärg, även om enstaka mörkare individer kan hittas.

Melanin är ansvarigt för den mörka färgen hos många organismer. Vad som är mindre känt är att denna klass av pigment också kan minska de negativa effekterna av ultraviolett strålning. Och dess skyddande roll kan sträcka sig till joniserande strålning också, som det har visat sig med svampar. Melanin absorberar och avleder en del av strålningsenergin. Dessutom kan den avlägsna och neutralisera joniserade molekyler inuti cellen, såsom reaktiva syreämnen. Dessa åtgärder gör det mindre sannolikt att individer som utsätts för strålning kommer att fortsätta att drabbas av cellskador och öka sina överlevnadsmöjligheter.

Färgen på Tjernobyl lövgrodor

Efter att ha upptäckt de första svarta grodorna 2016 bestämde vi oss för att studera rollen av melaninfärgning i Tjernobyls djurliv. Mellan 2017 och 2019 undersökte vi i detalj färgen på östliga lövgrodor i olika områden i norra Ukraina.

Under dessa tre år analyserade vi den dorsala hudfärgen på mer än 200 grodor som fångats i 12 olika avelsdammar. Dessa platser var fördelade längs en bred gradient av radioaktiv kontaminering. De inkluderade några av de mest radioaktiva områdena på planeten, men också fyra platser utanför Tjernobyl-exklusionszonen och med bakgrundsstrålningsnivåer som används som kontroller.

Vårt arbete, publicerat i Evolutionary Applications , avslöjar att Tjernobyl lövgrodor har en mycket mörkare färg än grodor som fångats i kontrollområden utanför zonen. Som vi fick reda på 2016 är vissa becksvarta. Denna färgning är inte relaterad till de strålningsnivåer som grodor upplever idag och som vi kan mäta hos alla individer. Den mörka färgen är typisk för grodor från eller nära de mest förorenade områdena vid tidpunkten för olyckan.

Evolutionära svar i Tjernobyl

Resultaten av vår studie tyder på att Tjernobyl-grodor kunde ha genomgått en process av snabb utveckling som svar på strålning. I det här scenariot skulle de grodor med mörkare färg vid tidpunkten för olyckan, som normalt representerar en minoritet i deras populationer, ha gynnats av den skyddande effekten av melanin.

De mörka grodorna skulle ha överlevt strålningen bättre och förökat sig mer framgångsrikt. Mer än tio generationer av grodor har gått sedan olyckan och en klassisk, om än mycket snabb, naturligt urvalsprocess kan förklara varför dessa mörka grodor nu är den dominerande typen för arten inom Tjernobyls exkluderingszon.

Studien av de svarta grodor i Tjernobyl utgör ett första steg för att bättre förstå melaninets skyddande roll i miljöer som påverkas av radioaktiv kontaminering. Dessutom öppnar det dörrarna till lovande tillämpningar inom så olika områden som kärnavfallshantering och rymdutforskning.

Vi hoppas att det nuvarande kriget i Ukraina snart tar slut och att det internationella forskarsamhället kommer att kunna återvända för att tillsammans med våra ukrainska kollegor studera de fascinerande evolutionära och omvälvande processerna i Tjernobyls ekosystem. + Utforska vidare

Nya insikter om effekterna av strålning från Tjernobyl

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.