Od ponad 40 lat, kiedy w Czarnobylskiej Elektrowni Jądrowej doszło do eksplozji reaktora nr 4, temat toksycznych skutków katastrofy nie przestaje budzić zainteresowania. W zalewie internetowych doniesień o kolejnych zmutowanych zwierzętach zamieszkujących opuszczone przez człowieka okolice miasta Prypeć warto jednak oddzielić naukowe fakty od sensacyjnych opowieści. Autorzy badania opublikowanego w czasopiśmie „Genes” podkreślają, że choć psy żyjące na terenie elektrowni wyraźnie różnią się pod względem genetycznym od innych populacji, nie można jednoznacznie stwierdzić, jakie czynniki doprowadziły do powstania tych różnic.
WIDEO…
Darwinowska teoria w Czarnobylu
We wcześniejszych badaniach naukowcy m.in. z North Carolina State University porównali materiał genetyczny psów zamieszkujących teren Czarnobylskiej Elektrowni Jądrowej z DNA osobników żyjących w pobliskim mieście Czarnobyl. Okazało się, że choć obie populacje dzieli zaledwie 16 kilometrów, występują między nimi wyraźne różnice genetyczne. Jak przyznała jedna z autorek badań, dr Megan Dillon, tak duża odmienność zwierząt żyjących w niewielkiej odległości od siebie była dla naukowców zaskakująca. Odkrycie skłoniło badaczy do poszukiwania przyczyn tych różnic. Pod uwagę wzięto dwa mechanizmy ewolucyjne: dobór naturalny, a dokładniej jego kierunkową odmianę, oraz dryf genetyczny.
Dobór naturalny to podstawowy mechanizm ewolucji, którego koncepcję ogłosił w XIX wieku Karol Darwin. W procesie tym warianty genów, które zwiększają zdolność osobnika do przetrwania i rozmnażania się w określonym środowisku, z czasem stają się coraz powszechniejsze w populacji. Jednym z rodzajów doboru naturalnego jest dobór kierunkowy, polegający na środowiskowej faworyzacji osobników posiadających określoną cechę. Warunki środowiskowe sprzyjają więc cechom, które z czasem mogą stawać się coraz powszechniejsze w całej populacji.
W procesie dryfu genetycznego o częstości występowania wariantów genów decydują nie warunki środowiskowe, a czysty przypadek. Częstość występowania różnych wariantów genów zmienia się w populacji w sposób przypadkowy. W przeciwieństwie do doboru naturalnego zmiany te nie muszą przynosić organizmom żadnych korzyści. Dryf genetyczny jest szczególnie widoczny w małych populacjach, w których przypadkowe zdarzenia mogą znacząco wpłynąć na różnorodność genetyczną.
Co łączy psy z Czarnobyla i Wysp Galapagos?
W przeciwieństwie do wcześniejszych badań, w trakcie ostatnich prac naukowcy porównali nie tylko dane genomiczne obu ukraińskich populacji psów, ale i osobników z Europy Wschodniej oraz odizolowanych Wysp Galapagos. Badacze chcieli w ten sposób sprawdzić, czy różnice między zwierzętami wynikają z ich długotrwałej izolacji, czy raczej z warunków środowiskowych, w jakich żyją. Okazuje się, że sama izolacja nie tłumaczy zaobserwowanych różnic, a wśród psów z elektrowni nie stwierdzono spadku różnorodności genetycznej charakterystycznego dla dryfu genetycznego.
Zaskakujące jest zaś genetyczne podobieństwo jednej z badanych grup do zwierząt żyjących po drugiej stronie globu. Psy żyjące w mieście Czarnobyl są pod względem genetycznym bardziej podobne do psów z odległych Wysp Galapagos niż do swoich pobratymców zamieszkujących okolice elektrowni. Zdaniem badaczy sugeruje to, że na genetyczną odmienność tych ostatnich mogły wpłynąć szczególne warunki panujące w pobliżu miejsca katastrofy nuklearnej, co mogłoby wskazywać na działanie doboru kierunkowego.
Genetyczna hipoteza z Czarnobyla
Po analizie genomów (kompletnych zestawów materiału genetycznego) psów z elektrowni naukowcy odkryli sygnały wskazujące na działanie doboru kierunkowego. W pobliżu niektórych zidentyfikowanych obszarów genomu znajdują się np. geny związane z rozwojem nowotworów. Dr Dillon przyznaje, że geny te uczestniczą w ważnych procesach biologicznych, które mogą umożliwiać zwierzętom radzenie sobie ze skutkami narażenia na substancje toksyczne obecne w tym środowisku. – Chociaż nie możemy z całkowitą pewnością potwierdzić, że zaobserwowane zjawiska są bezpośrednim wynikiem doboru naturalnego, znaleźliśmy w genomach charakterystyczne sygnały sugerujące jego działanie – stwierdziła badaczka.
Czy w takim razie, w drodze ewolucji, czarnobylskie psy wykształciły w sobie zestaw cech uodparniających je na toksyczne, post-katastroficzne środowisko? Zdaniem naukowców różnice genetyczne między psami z Czarnobyla nie muszą być wynikiem mutacji wywołanych przez skażone środowisko. Możliwe, że osobniki, którym udało się przetrwać w pobliżu elektrowni, już wcześniej posiadały warianty genów zwiększające ich szanse na przeżycie i rozmnażanie. Badacze podkreślają jednak, że jest to jedynie hipoteza, choć przeprowadzone analizy wykazały ślady doboru naturalnego w obszarach genomu związanych z ważnymi procesami biologicznymi.
Źródła: Phys.org, MDPI
