Het ongeval in reactor vier van de kerncentrale van Tsjernobyl in 1986 zorgde voor de grootste uitstoot van radioactief materiaal in het milieu in de menselijke geschiedenis. De impact van de acute blootstelling aan hoge doses straling was ernstig voor het milieu en de menselijke bevolking. Maar meer dan drie decennia na het ongeluk is Tsjernobyl een van de grootste natuurreservaten van Europa geworden. Een breed scala aan bedreigde diersoorten vindt er tegenwoordig hun toevlucht, waaronder beren, wolven en lynxen.

Straling kan het genetisch materiaal van levende organismen beschadigen en ongewenste mutaties veroorzaken. Een van de meest interessante onderzoeksthema's in Tsjernobyl is echter proberen te detecteren of sommige soorten zich daadwerkelijk aanpassen om met straling te leven. Net als bij andere verontreinigende stoffen kan straling een zeer sterke selectieve factor zijn, ten gunste van organismen met mechanismen die hun overleving vergroten in gebieden die besmet zijn met radioactieve stoffen.

Melanine bescherming tegen straling

Ons werk in Tsjernobyl begon in 2016. Dat jaar ontdekten we in de buurt van de beschadigde kernreactor verschillende Oosterse boomkikkers (Hyla orientalis) met een ongewone zwarte tint. De soort heeft normaal gesproken een heldergroene dorsale kleuring, hoewel af en toe donkere individuen kunnen worden gevonden.

Melanine is verantwoordelijk voor de donkere kleur van veel organismen. Wat minder bekend is, is dat deze klasse pigmenten ook de negatieve effecten van ultraviolette straling kan verminderen. En zijn beschermende rol kan zich ook uitstrekken tot ioniserende straling, zoals is aangetoond met schimmels. Melanine absorbeert en dissipeert een deel van de stralingsenergie. Bovendien kan het geïoniseerde moleculen in de cel, zoals reactieve zuurstofspecies, opruimen en neutraliseren. Deze acties maken het minder waarschijnlijk dat personen die aan straling worden blootgesteld, celbeschadiging oplopen en hun overlevingskansen vergroten.

De kleur van boomkikkers in Tsjernobyl

Na het detecteren van de eerste zwarte kikkers in 2016, besloten we de rol van melaninekleuring in de natuur van Tsjernobyl te bestuderen. Tussen 2017 en 2019 hebben we in detail de kleuring van oosterse boomkikkers in verschillende gebieden van Noord-Oekraïne onderzocht.

Gedurende die drie jaar analyseerden we de dorsale huidskleuring van meer dan 200 mannelijke kikkers gevangen in 12 verschillende broedvijvers. Deze plaatsen waren verspreid over een brede gradiënt van radioactieve besmetting. Ze omvatten enkele van de meest radioactieve gebieden ter wereld, maar ook vier locaties buiten de uitsluitingszone van Tsjernobyl en met achtergrondstralingsniveaus die als controlemiddel werden gebruikt.

Ons werk, gepubliceerd in Evolutionary Applications , onthult dat boomkikkers in Tsjernobyl een veel donkerdere kleur hebben dan kikkers die zijn gevangen in controlegebieden buiten de zone. Zoals we in 2016 ontdekten, zijn sommige pikzwart. Deze kleuring is niet gerelateerd aan de stralingsniveaus die kikkers tegenwoordig ervaren en die we bij alle individuen kunnen meten. De donkere kleur is typerend voor kikkers uit of nabij de meest besmette gebieden op het moment van het ongeval.

Evolutionaire reacties in Tsjernobyl

De resultaten van onze studie suggereren dat Tsjernobyl-kikkers een proces van snelle evolutie kunnen hebben ondergaan als reactie op straling. In dit scenario zouden die kikkers met een donkerdere kleur op het moment van het ongeval, die normaal een minderheid in hun populatie vertegenwoordigen, begunstigd zijn door de beschermende werking van melanine.

De donkere kikkers zouden de straling beter hebben overleefd en zich beter voortplanten. Er zijn meer dan tien generaties kikkers verstreken sinds het ongeluk en een klassiek, hoewel zeer snel proces van natuurlijke selectie kan verklaren waarom deze donkere kikkers nu het dominante type zijn voor de soort binnen de uitsluitingszone van Tsjernobyl.

De studie van de zwarte kikkers van Tsjernobyl vormt een eerste stap naar een beter begrip van de beschermende rol van melanine in omgevingen die worden beïnvloed door radioactieve besmetting. Bovendien opent het de deuren naar veelbelovende toepassingen op uiteenlopende gebieden als het beheer van kernafval en ruimteverkenning.

We hopen dat de huidige oorlog in Oekraïne snel zal eindigen en dat de internationale wetenschappelijke gemeenschap zal kunnen terugkeren om, samen met onze Oekraïense collega's, de fascinerende evolutionaire en rewilding-processen van de ecosystemen van Tsjernobyl te bestuderen. + Verder verkennen

Nieuwe inzichten in de effecten van straling uit Tsjernobyl

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.