Katastrofalni događaj u nuklearnoj elektrani Černobil 1986. godine radikalno je preobrazio okoliš u najradioaktivniji pejzaž na planeti. Iako su ljudska naselja evakuirana, otkriva se da biljni i životinjski svijet i dalje opstaje na tom području, suočavajući se s visokim razinama radijacije koje su prisutne gotovo četiri desetljeća kasnije. Istraživanje objavljeno u časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences, pod vodstvom tima sa Sveučilišta u New Yorku, donosi iznenađujuće nalaze: kronična izloženost radijaciji iz Černobila nije uzrokovala genetska oštećenja u mikroskopskih crva koji danas naseljavaju to područje. Ovo otkriće ne implicira da je regija sigurna za život, upozoravaju znanstvenici, već ukazuje na izuzetnu otpornost ovih crva.
Nova spoznaja o radijaciji iz Černobila
Nedavna znanstvena otkrića ukazuju na to da neke životinje koje naseljavaju Černobilsku zonu isključenja, definiranu krugom od 30 kilometara oko elektrane, manifestiraju fizičke i genetske razlike u usporedbi sa svojim srodnim vrstama iz drugih područja. Ova spoznaja izaziva dodatna razmišljanja o dugoročnim utjecajima radijacije na DNK.
Suočeni smo s posljedicama tragedije u Černobilu, čiji puni utjecaj na lokalni ekosustav još uvijek nije u potpunosti shvaćen,” izjavila je Sophia Tintori, postdoktorandica na Odjelu za biologiju na Sveučilištu u New Yorku i prva autorica istraživanja. “Razmatramo mogućnost da je iznenadna promjena okolišnih uvjeta možda dovela do toga da su određene vrste ili čak pojedinci unutar tih vrsta, koji imaju prirodnu otpornost na ionizirajuće zračenje, bili u prednosti.”
Za potrebe dublje analize ove tematike, Tintori i njen tim odlučili su se posvetiti proučavanju nematoda – malih crva sa jednostavnim genomima i brzom reprodukcijom, što ih čini idealnim subjektima za istraživanje osnovnih bioloških procesa. “Ovi crvi su prisutni gotovo posvuda i njihov brzi životni ciklus omogućava prolaz kroz mnoštvo generacija evolucije u periodu dok ostali kralježnjaci tek počinju svoje životne cikluse,” pojašnjava Matthew Rockman, profesor biologije na Sveučilištu u New Yorku i glavni autor studije.
“Iznenađujuća bujnost i gustoća vegetacije u zoni isključenja pokazala mi je živopisnost područja za koju ranije nisam smatrala da postoji,” dodaje Tintori. “Ako želimo otkriti crve koji su posebno otporni na radijaciju, ovakav pejzaž mogao bi već imati ulogu u prirodnoj selekciji za takvu karakteristiku.”
Utjecaj kronične radijacije na crve
U suradnji s kolegama iz Ukrajine i SAD-a, uključujući biologa Timothyja Mousseaua sa Sveučilišta Južna Karolina, poznatog po proučavanju učinaka radijacije iz Černobila i Fukushime, Tintori i Rockman su 2019. posjetili Černobilsku zonu isključenja kako bi istražili eventualni utjecaj kronične radijacije na lokalne crve. Naoružani Geigerovim brojačima za mjerenje radijacije i osobnom zaštitnom opremom kako bi se zaštitili od radioaktivne prašine, skupili su uzorke crva iz različitih izvora, uključujući tlo, trulo voće i druge organske materijale. Uzorci su prikupljeni iz raznih dijelova zone, varirajući od onih s radijacijom na razini New York Cityja (zanemarivo radioaktivno) do onih s visokom radijacijom, sličnom onoj u vanjskom svemiru (opasno za ljude, ali utjecaj na crve ostaje nejasan).
Nakon prikupljanja uzoraka, tim je prenio nematode u Mousseauov laboratorij u Černobilu, gdje su izolirali stotine jedinki. Zatim su, koristeći putne mikroskope u hotelskoj sobi u Kijevu, kultivirali pojedinačne crve za daljnja istraživanja. Povratak u laboratorij na Sveučilištu u New Yorku omogućio je nastavak detaljnog proučavanja crva, uključujući i njihovu krioprezervaciju za buduće analize. “Krioprezervacija nam omogućava da zaustavimo procese evolucije u kontroliranim laboratorijskim uvjetima, što predstavlja izuzetno vrijedan alat za usporedbu životinja s različitim evolucijskim putanjama,” objašnjava Rockman.
Bez tragova genetskog oštećenja
Analiza 15 jedinki nematode vrste Oscheius tipulae, koje se često koriste u genetskim i evolucijskim studijama, rezultirala je sekvenciranjem njihovih genoma i usporedbom s genomima pet nematoda iste vrste iz drugih dijelova svijeta. Začuđujuće, primjenom različitih analitičkih metoda, istraživači nisu uspjeli otkriti tragove genetskog oštećenja od radijacije u genomima černobilskih crva.
“To ne znači da je Černobil siguran za život; prije bi se moglo reći da su nematode izuzetno otporne i sposobne preživjeti u ekstremnim uvjetima,” ističe Tintori. “Osim toga, nismo u mogućnosti precizno utvrditi koliko dugo je svaki od prikupljenih crva proveo u Zoni, što onemogućuje točno određivanje razine radijacije kojoj su bili izloženi crvi i njihovi preci.”
U razmatranju potencijalne sposobnosti crva da učinkovito štite ili obnavljaju svoju DNK, čime bi se mogao objasniti izostanak genetskih indicija oštećenja, istraživački tim je razvio metodu koja omogućava usporedbu rastućih stopa među različitim populacijama crva. Korištenjem ovog pristupa, tim je bio u mogućnosti izmjeriti koliko su potomci dvadeset genetski raznolikih linija crva osjetljivi na različite vrste oštećenja DNK.
Uvid u različitosti mehanizama popravka DNK
Iako su postojale razlike u sposobnosti različitih linija crva da toleriraju oštećenje DNK, te razlike nisu imale veze s razinama radijacije na mjestima njihova prikupljanja. Takvi rezultati upućuju na to da crvi iz Černobila nisu izravno razvili veću otpornost na radijaciju, sugerirajući da radioaktivni uvjeti nisu primarni pokretač njihove evolucije. Otkrića iz ovog istraživanja pružaju uvid u različitosti mehanizama popravka DNK među pojedincima i, iako se radi o genetski jednostavnom organizmu kao što je O. tipulae, mogu doprinijeti dubljem razumijevanju mehanizama prirodne varijabilnosti kod ljudi.
“Otkrivši koje su linije O. tipulae osjetljivije ili otpornije na oštećenje DNK, sada možemo koristiti te informacije za daljnje istraživanje zašto su neki pojedinci pod većim rizikom od negativnih učinaka kancerogenih supstanci,” ističe Tintori.
Razumijevanje različitosti u reakcijama pojedinaca na oštećenja DNK ima ključnu ulogu za onkološke istraživače koji nastoje razjasniti zašto neki ljudi s genetskom sklonosti prema raku zapravo razviju bolest, dok drugi ne
Pozdrav svima! Hvala što čitate Kozmos.hr! Ja sam Ivan i dugi niz godina pišem o svermiu, astronomiji, znanosti, povijesti i arheologiji, a imao sam priliku sudjelovati i u dokumentarcima Science Discovery-ja te History Channel-a.
