Psy mutanty z Czarnobyla. Naukowcy odkryli zaskakujące zmiany w DNA zwierząt

Zwierzęta z Czarnobyla, a zwłaszcza psy, stały się przedmiotem szeroko zakrojonych badań naukowych. Analizy wykazały, że genetyczne mutacje wywołane promieniowaniem jonizującym doprowadziły do powstania unikalnej populacji, odpornej na skażone środowisko.

Po katastrofie w Czarnobylu w 1986 roku teren wokół elektrowni zamienił się w zamkniętą strefę radioaktywną, z której ewakuowano ludzi, pozostawiając jednak wiele zwierząt domowych. Najbardziej fascynująca populacja to psy z Czarnobyla – dziś żyje ich tu około 800, a większość z nich przetrwała w ekstremalnych warunkach skażenia. Dzięki badaniom naukowym opublikowanym w „Science Advances” udało się przeanalizować DNA ponad 300 psów z różnych obszarów strefy wykluczenia. Wyniki jednoznacznie pokazują, że psy z Czarnobyla mają inną strukturę genetyczną niż psy z reszty świata – zarówno czystorasowe, jak i mieszańce.

Zwierzęta z Czarnobyla – genetyczne skutki katastrofy nuklearnej

W badaniach genetycznych porównano psy żyjące tuż przy elektrowni, w samym mieście Czarnobyl, jak i w odleglejszym Slawutyczu. Naukowcy odkryli aż 15 rodzinnych klanów psów, których skład genetyczny różni się od populacji wolno żyjących psów poza strefą wykluczenia. Te zmiany są wynikiem długotrwałego narażenia na promieniowanie jonizujące, ale również efektem specyficznych migracji i relacji rodzinnych, jakie nawiązały się przez dekady izolacji. Największe zmiany genetyczne odnotowano u psów zamieszkujących bezpośrednie okolice reaktora – to tu poziom radioaktywności był i wciąż jest najwyższy.

Jak promieniowanie jonizujące wpłynęło na DNA psów z Czarnobyla?

Analiza opublikowana w „Science Advances” udowadnia, że długotrwały kontakt z promieniowaniem prowadzi do mutacji genetycznych przekazywanych kolejnym pokoleniom. Największe zmiany obserwuje się w populacji psów mieszkających najbliżej elektrowni. Cechują się one mniejszą różnorodnością genetyczną (co wskazuje na większe pokrewieństwo i inbreeding), a jednocześnie wykształciły cechy umożliwiające im przetrwanie w warunkach, które dla większości zwierząt byłyby śmiertelne.

Ciekawym wnioskiem z badań jest fakt, że psy z Czarnobyla są zaskakująco zróżnicowane pod względem genetycznym w porównaniu do populacji wolno żyjących psów z innych krajów Europy Wschodniej. Ich DNA wskazuje na bliskie pokrewieństwo z rasami pasterskimi i owczarkami, które były popularne w ZSRR przed 1986 r., ale pojawiają się też ślady genów typowych dla psów domowych. To sugeruje, że obecna populacja wywodzi się zarówno z porzuconych zwierząt domowych, jak i wolno żyjących przodków sprzed katastrofy.

Mutacje genetyczne i odporność na choroby – ewolucja zwierząt w strefie wykluczenia

Jednym z najbardziej fascynujących efektów promieniowania jest wzrost odporności na nowotwory u niektórych gatunków zwierząt ze strefy wykluczenia, m.in. wilków i psów. Naukowcy zaobserwowali, że populacje żyjące przez wiele pokoleń na skażonym terenie wykazują wyższą tolerancję na uszkodzenia DNA i szybciej eliminują osobniki nieprzystosowane do życia w warunkach wysokiej radioaktywności. Mechanizm ten prowadzi do powstawania populacji, które mogą lepiej radzić sobie z mutacjami, a niektóre mutacje (np. zwiększona produkcja melaniny u żab drzewnych) stają się wręcz korzystne i chronią organizm przed promieniowaniem.

Co ważne, zmiany genetyczne nie są wyłącznie negatywne – część z nich zwiększa szansę na przetrwanie w ekstremalnym środowisku. To klasyczny przykład przyspieszonej ewolucji, którą obserwujemy w „laboratorium natury” – strefie wykluczenia Czarnobyl.

Dziedziczenie zmian i struktura populacji – co jeszcze odkryły badania?

Zespół naukowców z USA, Ukrainy i Polski podkreśla, że psy z Czarnobyla to unikalny model do badań wpływu długotrwałego promieniowania na duże ssaki. Dzięki analizom pokrewieństwa wykazano, że aż 77% osobników należy do jednej z 15 rodzinnych linii, a największy klan obejmuje ponad 160 zwierząt powiązanych pokrewieństwem. Struktura tych rodzin ułatwia śledzenie dziedziczenia określonych cech oraz identyfikację zmian, które pojawiły się po katastrofie nuklearnej i przetrwały do dziś.

Badacze zauważyli też, że część nowych cech genetycznych rozprzestrzenia się głównie w populacjach najbliżej reaktora, podczas gdy psy z miasta Czarnobyl częściej mają domieszki genów typowych dla ras domowych i owczarków. Izolacja strefy wykluczenia i ograniczone możliwości migracji prowadzą do powstania zamkniętych pul genetycznych, co zwiększa tempo dziedziczenia niektórych mutacji i utrwala unikalny zestaw genów.

Jak katastrofa w Czarnobylu wpłynęła na ludzi?

Promieniowanie z Czarnobyla, choć systematycznie badane u zwierząt, ma także wyraźny, udokumentowany wpływ na zdrowie ludzi. Najbardziej znanym efektem jest lawinowy wzrost zachorowań na raka tarczycy u dzieci i młodzieży – do 2005 roku zarejestrowano około 6 000 przypadków, przy minimalnej śmiertelności dzięki skutecznemu leczeniu . Wśród pracowników likwidujących skutki awarii i mieszkańców terenów sąsiednich obserwuje się podwyższone ryzyko białaczek i innych nowotworów – choć na poziomie statystycznie trudnym do wyodrębnienia, a wzrost ryzyka rzędu około 2 % przy dawkach 5–100 mGy potwierdzają analizy epidemiologiczne.

Jednak obszar zdrowia to nie tylko onkologia. Liczne badania wskazują na długotrwałe problemy psychiczne: stres pourazowy, zaburzenia lękowe, bezsenność czy obniżone poczucie własnej wartości dotyczące zarówno „likwidatorów”, jak i przesiedlonych rodzin . W raporcie TORCH zwrócono także uwagę na późne skutki nieonkologiczne – zaćmę i choroby układu krążenia . Co istotne, najnowsze analizy genetyczne, choć nie potwierdzają dziedzicznego uszkodzenia DNA u dzieci likwidatorów, nie wykluczają subtelnych zmian, które mogą wpływać na zdrowie kolejnych pokoleń.

Romana Makówka