21.02.2025. - У чернобыльских собак происходят странные мутации

У чернобыльских собак происходят странные мутации

26 апреля 1986 года на Чернобыльской атомной электростанции, расположенной на территории нынешней Северной Украины, произошла самая страшная в мире ядерная катастрофа. После того, как один из реакторов станции взорвался во время испытаний, он выбросил неконтролируемое высокоэнергетическое излучение, в конечном итоге загрязнив около 58 000 квадратных миль территории Беларуси, России и Украины. Вскоре после этого, чтобы уменьшить распространение радиоактивных элементов в результате аварии, перед работниками по очистке, так называемыми “ликвидаторами”, была поставлена задача уничтожить тысячи зараженных животных вокруг завода. В их число входили домашние собаки, оставленные во время эвакуации.

Сегодня в Чернобыле остаточные уровни радиации варьируются по всему ландшафту от уровней, которые ниже естественного фонового излучения, присутствующего в окружающей нас среде и составляющего около половины нашего среднегодового радиационного облучения, до уровней, в тысячи раз превышающих их.

Ученые все еще спорят о том, как длительное воздействие радиации может влиять или не влиять на геномы выживших существ и их потомства в Чернобыльской зоне отчуждения - закрытой территории размером с Йосемитский национальный парк, окружающей станцию. В конце концов, сложно определить взаимосвязь между воздействием радиации и изменениями в различных организмах. В отличие от чистых условий в лаборатории, в реальных условиях, таких как Зона отчуждения радиусом 19 миль, существует множество различных факторов, которые усугубляют ситуацию.

“На самом деле это коктейль из токсичных, опасных, канцерогенных химических веществ, любое из которых или их сочетание может привести к тем изменениям, которые мы наблюдаем”, - говорит Мэтью Брин, генетик из Университета штата Северная Каролина.

Бродящие по Зоне отчуждения собаки свободного разведения, которые, возможно, произошли от брошенных домашних животных, могут дать некоторые подсказки о радиационном воздействии и генетических изменениях. В исследовании, проведенном в 2023 году, ученые показали, что собаки, живущие в Зоне отчуждения, генетически отличаются от близлежащих сообществ собак. Но согласно новому исследованию, опубликованному в декабре 2024 года, над которым Брин сотрудничал, эти различия, вероятно, были вызваны не только радиацией, как подозревали некоторые эксперты.

Итак, если чернобыльские собаки не претерпевают быстрой эволюции из-за прямого воздействия радиации, то что же является ее причиной?

До недавнего времени такого рода генетические исследования в зонах бедствия не были сосредоточены на крупных млекопитающих, таких как собаки. Теперь исследователи, подобные Брину, используют высокотехнологичные, все более чувствительные методы скрининга, чтобы найти ответы, которые ранее были невозможны.

В 2017 году команда из США и Европы начала собирать и анализировать генетические образцы собак, которые свободно бродили по Зоне отчуждения и ее окрестностям. Они обнаружили явные генетические различия в популяции в Зоне отчуждения по сравнению с собаками, живущими в близлежащих странах Восточной Европы, и даже с собаками, живущими примерно в 10 милях от Чернобыля, говорится в документе за 2023 год.

В своей работе, проведенной в 2024 году, Брин и его коллеги по команде изучали повышенную частоту мутаций на хромосомном и геномном уровнях и даже исследовали отдельные нуклеотиды собак, молекулярные строительные блоки ДНК. Хотя с момента аварии собак разделяло примерно 30 поколений, эти мутации могли бы передаваться нынешним популяциям, если бы они обеспечивали преимущество в выживании.

В конечном счете, поиски более высоких показателей мутаций, вызванных радиационным облучением, ни к чему не привели.

Но это исследование может пойти еще дальше: крайне важно определить, могут ли генетические изменения, наблюдаемые у собак в Зоне отчуждения, повлиять на выживание и размножение, говорит Кристель Адам-Гильермин, старший научный сотрудник Управления ядерной безопасности и радиационной защиты Франции. Это потребовало бы увязки генетических различий собак с потенциальными изменениями в экспрессии генов и функциональных реакциях (например, изменениями в фенотипах). Брин говорит, что команде нужно было бы взять больше образцов крови в Зоне отчуждения, но его коллеги не могли этого сделать с 2020 года из-за продолжающейся российско-украинской войны.

“Если вы хотите пойти дальше и по-настоящему понять последствия этих изменений, вам нужно будет получить ответы на уровне генов, белков, фенотипов, чтобы иметь другой вес доказательств”, - говорит Адам-Гильермин.

Некоторые виды в окрестностях Чернобыля, по-видимому, пострадали по-другому. Ученые обнаружили, что повышенный уровень мутаций у дафний, разновидности крошечных ракообразных, и грызунов, называемых рыжими полевками, может быть связан с хроническим воздействием радиации после инцидента. Исследование, проведенное соавтором Брина Тимоти Муссо из Университета Южной Каролины, указывает на признаки увеличения числа мутаций, проблем со здоровьем и сокращения численности организмов, живущих в Зоне отчуждения, таких как птицы, насекомые и некоторые млекопитающие. Тем не менее, другие исследовательские группы не нашли доказательств того, что радиация приводит к сокращению популяций некоторых других животных в Зоне отчуждения, включая лосей, благородных оленей и диких кабанов. Даже в сильно загрязненных районах численность млекопитающих, по-видимому, остается стабильной.

Эти разрозненные результаты могут иметь несколько объяснений, в том числе различные методы исследования и влияние различных факторов окружающей среды. Различия в результатах у разных видов, вероятно, также связаны с биологическими различиями, говорит Адам-Гильермин. Реакция данного существа на радиацию зависит от таких факторов, как его уникальная чувствительность к радиации и эффективность борьбы с повреждениями ДНК, а также от конкретной окружающей среды и способности (или неспособности) существа мигрировать.

Деревья, например, не могут просто так уйти из все еще сильно загрязненного Красного леса вблизи Чернобыльской АЭС. Они могут накапливать высокие уровни радиации, поглощая питательные вещества из почвы, - говорит Меган Диллон, аспирантка Университета штата Северная Каролина, которая работала над обоими исследованиями на собаках. Это могло бы помочь объяснить, почему ученые обнаружили повышенную частоту мутаций, например, у сосен в Зоне отчуждения.

Между тем собаки, которых недавно исследовали в Зоне отчуждения, как правило, общались с людьми, все еще работающими в районе электростанции, где сегодня относительно низкий уровень радиации. По словам автора исследования Нормана Клеймана, специалиста по охране окружающей среды из Колумбийского университета, команда исследователей не смогла обнаружить каких-либо существенных признаков радиационного облучения у собак, используя зонд, охватывающий все тело.

“Собаки не глупы”, - говорит Клейман. “Они тусуются там, где есть люди, где их собираются накормить”.

На данный момент причина генетических различий между популяциями собак остается неясной. Это может быть довольно простым объяснением, говорит Диллон. В небольших изолированных популяциях, таких как собаки в Зоне отчуждения, частота определенных версий генов может случайным образом колебаться — явление, называемое генетическим дрейфом. Это может привести к тому, что некоторые черты исчезнут из популяции или станут чрезвычайно распространенными, что потенциально объясняет уникальный генетический состав этих собак.

Есть и более интересная возможность — естественный отбор благоприятствовал собакам, которые могли защитить себя от мириадов токсинов, циркулирующих в этом районе. Помимо радиации, дикая природа в Зоне отчуждения также подверглась воздействию тысяч тонн свинца, сброшенного на разрушенный реактор после инцидента, а также большого количества пестицидов, распыленных в этом районе, и других опасностей.

“Вполне возможно, что в результате катастрофического происшествия, произошедшего 38 лет назад, собаки, пережившие этот инцидент, выжили не просто так”, - говорит Брин.

Источник