فاجعه اتمی چرنوبیل منجر به جهش ژنتیکی عجیب قورباغه‌ها شد!

حادثه ای که در راکتور چهار نیروگاه هسته ای چرنوبیل طی سال ۱۹۸۶ رخ داد، باعث انتشار بزرگترین سطح از مواد رادیواکتیو در محیط زیست تاریخ بشر شد. تاثیرات قرارگیری در معرض دوزهای بالای تابش این مواد، برای محیط زیست و جمعیت انسانی، عواقب سنگینی را به همراه داشت. اما با گذشت بیش از سه دهه از وقوع این اتفاق سهمگین، چرنوبیل امروزه به یکی از بزرگ ترین ذخایر منابع طبیعی در اروپا تبدیل شده است. به طوریکه امروزه طیف متنوعی از گونه های در معرض خطر انقراض از جمله خرس، گرگ، سیاه گوش و حتی قورباغه های مشکی در آنجا پناه گرفته اند.

تابش رادیواکتیو میتواند به ژن موجودات زنده آسیب رسانده و جهش های نامطلوبی را ایجاد کند. با این حال، یکی از جالب ترین موضوعات تحقیقاتی در چرنوبیل، تلاش برای تشخیص این موضوع است که آیا برخی از گونه ها واقعا برای زندگی با تشعشعات سازگار هستند یا خیر. همانند سایر آلاینده ها، تشعشع می تواند یک عامل انتخابی بسیار قوی باشد و جاندارانی با مکانیزم هایی که شانس بقای آنها را در مناطق آلوده به رادیواکتیو افزایش می دهد، در آن جا برای نسل ها زندگی و تولیدمثل کنند.

محافظت ملانین از قورباغه ها در برابر تشعشع رادیواکتیو

محققان طی پروژه ای که در سال ۲۰۱۶ برای جست و جو در نزدیکی راکتورهای هسته ای آسیب دیده چرنوبیل آغاز کردند، چندین قورباغه مشکی درختی غیرمعمول را مشاهده کردند. این گونه معمولا به رنگ سبز روشن است، اگرچه گاهی موارد تیره تر نیز یافت می شوند.

ملانین، عاملی مهم در شکل گیری رنگ تیره در بسیاری از موجودات است. مورد کم تر شناخته شده آن است که این دسته از رنگدانه ها میتوانند اثرات منفی اشعه ماوراءبنفش را کاهش دهند. هم چنین نقش محافظتی آن می تواند به تشعشعات یونیزان نیز تعمیم یابد، همان طور که در مورد قارچ ها چنین یافته ای صادق است. ملانین بخشی از انرژی تشعشع را جذب و دفع می کند. علاوه‌براین، می تواند مولکول های یونیزه شده در داخل سلول، مانند گونه های فعال اکسیژن را از بین برده و خنثی کند. این تحرکات باعث می شود که جاندارانی که در معرض تشعشع قرار دارند، کم تر آسیب ببینند و شانس بقای خود را افزایش دهند.

قورباغه های مشکی درختی چرنوبیل

پس از شناسایی اولین قورباغه های مشکی چرنوبیل در سال ۲۰۱۶، دانشمندان تصمیم گرفتند نقش رنگ آمیزی ملانین (melanin) در حیات وحش این منطقه را مورد مطالعه قرار دهند. طی سال های ۲۰۱۷ تا ۲۰۱۹، رنگ بندی قورباغه های درختی شرقی که در مناطق مختلف شمال اوکراین زندگی می کردند، بطور مفصل بررسی شد.

منطقه آلوده به رادیواکتیو و ممنوعه در چرنوبیل

در طول این سه سال، رنگ پوست پشتی بیش از ۲۰۰ قورباغه نر که در ۱۲ حوضچه مختلف پرورش یافته بودند، تجزیه و تحلیل شد. این محل ها در امتداد شیب وسیعی از آلودگی رادیواکتیو قرار داشتند. آنها شامل برخی از پرتوزاترین مناطق روی کره زمین بودند، اما هم چنین چهار مکان خارج از منطقه ممنوعه چرنوبیل با سطوح تشعشع پایین تر نیز برای کنترل پروژه، مورد مطالعه قرار گرفتند.

مقاله این محققان که در نشریه Evolutionary Applications منتشر شده، نشان می دهد که رنگ قورباغه های درختی چرنوبیل، بسیار تیره تر از قورباغه هایی است که در مناطق خارج از این محدوده قرار دارند. همان طور که در سال ۲۰۱۶ مشخص شد، بعضی از آنها کاملا سیاه هستند. این رنگ به سطوح تشعشعی که امروزه قورباغه ها تجربه می کنند و میتوان در همه افراد اندازه گیری کرد مربوط نیست، بلکه از بقای این گونه در داخل یا نزدیک ترین محل به آلودگی مناطق در زمان حادثه حکایت دارد.

نتایج این مطالعه نشان می دهند که قورباغه های مشکی چرنوبیل، توانسته اند در پاسخ به تشعشعات، فرآیند تکامل سریعی را پشت سر بگذارند. در این سناریو، قورباغه های تیره رنگ پیش از وقوع حادثه، اقلیت جمعیت خود محسوب می شدند، توسط عملکرد محافظتی ملانین، جان سالم به در بردند.

قورباغه های تیره، در برابر تابش رادیواکتیو تا حد زيادي مقاومت داشتند و با موفقیت بیشتری تولید مثل می کردند. با گذشت بیش از ده نسل از قورباغه ها پس از حادثه چرنوبیل، طبق فرآیند کلاسیک و سریع انتخاب طبیعی، قورباغه های مشکی هم اکنون نوع غالب گونه های موجود در منطقه ممنوعه چرنوبیل محسوب می شوند. مطالعه قورباغه های مشکی چرنوبیل، اولین قدم برای درک بهتر نقش محافظتی ملانین در برابر محیط های تحت‌تأثیر آلودگی رادیواکتیو است. علاوه بر آن ، این مطالعه مسیر یافتن کاربردهای امیدوارکننده در زمینه های متنوعی نظیر مدیریت زباله های هسته ای و اکتشاف فضایی را نیز هموار می کند.