Бродячі собаки, що живуть навколо зруйнованої Чорнобильської АЕС, допомагають ученим спостерігати за тим, як еволюція відбувається всього за кілька десятиліть. Їхні гени показують, як життя продовжує існувати в пошкодженому середовищі — це перегукується з відомою ідеєю з «Парку Юрського періоду» про те, що життя знаходить шлях.
Дослідники спостерігали за сотнями вільних собак, які живуть у зоні відчуження Чорнобиля. Порівнюючи їхню ДНК, команда виявляє, як масштабна ядерна аварія переоформила цілу тваринну спільноту.
Наукова фантастика та наука виживання
Дослідження очолює Меган Н. Діллон, PhD, з Університету штату Північна Кароліна (NCSU). Її робота зосереджена на популяційній генетиці — вивченні того, як варіанти генів поширюються та змінюються в групах організмів.
Зона відчуження Чорнобиля — територія, яку люди покинули й досі не можуть постійно заселяти — залишається переважно безлюдною від часу катастрофи. Собаки, вовки, кабани та багато інших тварин ніколи не пішли, тому вони стикаються з радіацією та забрудненням без звичної людської підтримки.
«Життя знайде шлях», — сказав доктор Ієн Малькольм, вигаданий математик у «Парку Юрського періоду», і дослідження Діллон ставить питання про те, як саме це відбувається. Вона любить описувати історію цих собак через фразу, добре знайому кіноманам.
Дві популяції собак Чорнобиля
Дослідники взяли зразки крові більш ніж трьохсот собак, що живуть на території ЧАЕС, у місті Чорнобиль та в більш віддалених районах. Їхні генетичні профілі показали, що собаки біля реактора та собаки в місті утворюють окремі групи, які рідко змішуються.
На основі цієї карти команда Діллон провела повногеномне сканування, щоб знайти ділянки ДНК під сильним природним добором. Вони виявили сотні геномних регіонів і десятки генів, які, ймовірно, відібрані в Чорнобилі, можливо, тому що допомагають тваринам справлятися з токсинами.
У кожній локації споріднені тварини формують довгі родинні лінії — зграї біля станції та в місті часто складаються з батьків, братів, сестер і нащадків. Аналітика порід показує суміш пастуших, охоронних і селянських собак, що свідчить про давню дичавілу популяцію, а не про постійний приплив нових домашніх тварин.
Зразки прибували до Ралі завдяки ветеринарам і волонтерам, які відловлюють, вакцинують і доглядають собак під час коротких клінік у зоні. Це партнерство дає змогу Діллон працювати безпечно й дистанційно, ставлячи складні запитання про те, як вільна популяція собак виживає в забрудненому середовищі.
Радіація без мутантів
Команда також перевірила, чи не є вищою частота мутацій у цих собак, аналізуючи хромосоми та короткі повтори ДНК. Вони не виявили жодних ознак того, що загальний рівень мутацій у собак біля станції вищий, ніж у міських собак, попри десятиліття впливу радіації.
Ці результати вказують, що відмінності між популяціями собак виникають не стільки через нові пошкодження, скільки через те, які вже існуючі комбінації генів виживають. Радіація, важкі метали та інші забруднювачі все ще важливі, але вони діють радше як фільтр, ніж як постійне джерело нових змін.
Популярні історії іноді описують цих тварин як мутантів із «ядерними суперсилами», але дані свідчать про повільніші, тихіші зміни частот генів. Це робить собак корисними моделями для дослідження довготривалого забруднення, оскільки вчені можуть відділити яскраві міфи від реальної, повільної еволюції.
Чорнобиль як лабораторія еволюції під відкритим небом
Зелені жаби, що живуть у цьому ж регіоні, демонструють схожу, але не ідентичну картину. Їхня ДНК містить ознаки незвично швидких змін у мітохондріальних генах — це форма мікроеволюції, невеликі зсуви всередині виду за кілька поколінь. Дослідники виявили більшу різноманітність мітохондрій у жаб Чорнобиля, ніж поза ним, що, ймовірно, пов’язано і з високою мутацією, і з обмеженим розмноженням.
Така суміш може допомагати їм виживати зараз, хоча залишає відкритим питання про накопичення шкідливих змін у майбутніх поколіннях. Камери-пастки та офіційні звіти свідчать, що вовки, кабани, лосі та європейські бізони нині поширені в зоні.
Відсутність людей не є безумовною доброю новиною, але вона дозволила багатьом видам відвоювати простір, поки вчені відстежують потенційні ризики. Разом ці види перетворюють Чорнобиль на природний експеримент — реальну зміну, що дає змогу порівняти різні реакції на стрес середовища.
Уроки від чорнобильських собак
Діллон розглядає свою роботу як частину генетики збереження — використання ДНК, щоб краще зрозуміти, як не допустити зникнення видів. Замість простого підрахунку тварин вона досліджує, які генетичні варіанти присутні до та після кризи, щоб з’ясувати, чи допомогла еволюція.
«У світі відбуваються кліматичні та техногенні катастрофи, і якщо вони розгортаються надто швидко, або якщо немає достатньої генетичної різноманітності, популяція мало що може вдіяти», — каже вона.
Вона сподівається, що розуміння цих закономірностей допоможе передбачити, які види можуть пережити майбутні кризи, а які потребуватимуть допомоги. З цього випливає концепція еволюційного порятунку — коли швидкий природний добір може запобігти краху популяції під тиском.
Собаки Чорнобиля — рідкісний випадок, де вчені можуть побачити, чи відбувся такий порятунок, чи популяції просто ледве витримали. Оскільки собаки живуть і харчуються серед руїн, де колись ходили люди, їхня історія може підказати, як реагує людство на хронічне забруднення. Проєкт Діллон, побудований на зразках, зібраних українськими та міжнародними партнерами, показує, як співпраця відкриває уроки з місць, куди більшість людей ніколи не потрапить.