През 1986 г. четвърти реактор на Чернобилската атомна електроцентрала в Украйна претърпява авария. От отломките се разнася вълна от радиоактивни частици, които се разпръскват из цяла Европа. В района около електроцентралата се разгръща екологична катастрофа. Боровите гори са съсипани. Популацията на насекомите рязко намалява. Замърсената почва изсъхва.

В часовете след аварията жителите на близките квартали са принудени да се евакуират и напуснат, без да бъдат уведомени, докато ликвидаторите - военни и други цивилни - идват, за да "разчистят" последиците. Не бе разрешено за домашните любимци да пътуват с евакуираните и те е трябвало да бъдат изоставени. Директива на Министерството на вътрешните работи на Украйна възлага на военните да издирят и екзекутират домашните любимци, включително многобройните кучета от региона в зоната на изключване на Чернобил.

Но някои от домашните любимци избягват залавянето и умъртвяването, като намират дом в зоната на изключване на Чернобил. Самите ликвидатори често са хранели и приютявали тези бездомни животни и популациите им се запазват.

Днес обреченият реактор в Чернобил е погребан в масивна бетонна конструкция, наречена саркофаг, но последиците от разтопяването му остават. Радиоактивните атоми - радионуклиди - освободени през 10-те дни след катастрофата, все още са в почвата, водата и в животните, които обитават зоната на изключване, включително чернобилските кучета.

Изследвайки ДНК на тези кучета, учените биха могли да разберат по-добре как хроничното излагане на радиация оставя дълготрайни последици върху физиологията и здравето.

В ново проучване, публикувано в списание Science Advances на 3 март, изследователите се заемат да разкодират генетиката на кучешката популация около Чернобил, като определят гените на 302 свободно скитащи кучета в електроцентралата и околната област. За първи път по този начин се изследват големи бозайници в зоната на изключване на Чернобил.

"Те дават възможност да се види как суровата околна среда, която включва излагане на високи и ниски нива на радиация, може да повлияе на ДНК на животни, които са живели и са се размножавали в продължение на 15 поколения в този регион", заявява Илейн Острандер (Elaine Ostrander), генетик в американския Национален институт за изследване на човешкия геном към Националния институт по здравеопазване и автор на изследването.

Чрез изучаване на малки промени в ДНК екипът успява да измери генетичното сходство в тези популации. Сравнявайки кучетата от Чернобил с чистокръвни кучета от други части на Европа, екипът разкрива, че една група кучета, живеещи в близост до Чернобилската атомна електроцентрала, заемаща Припят и близката жп гара, е генетично различно и затворено семейство.

Тази група се различава генетично от кучетата, живеещи само на 15 км от нея, в град Чернобил, които изглежда са мигрирали повече и са се размножавали с местните кучета.

"Това създава предпоставки за бъдещи изследвания, насочени към откриване на мутации в ключови гени, които са резултат от радиоактивната среда", обяснява Острандер.

Важно е да се отбележи, че проучването не показва, че радиацията в зоната на аварията сама по себе си е предизвикала промени или мутации в ДНК на кучетата. Инбридингът и изолацията могат да причинят такива промени в ДНК, каквито екипът е наблюдавал.

"За да установят дали има мутации, причинени от радиацията, изследователите би трябвало да извършат секвениране на целия геном на кучетата и да видят дали в тази популация има уникални варианти", коментира Клеър Уейд (Claire Wade), специалист по генетика на животните и изчислителен биолог от Университета в Сидни, който не е свързан с изследването.

Мутацията de novo е мутация, която не е предадена по генетичен път. Като разглеждат целия геном - цялата ДНК на организма - а не само малките промени в ДНК, изследователите могат да извлекат повече информация, откривайки мутации в гени, които могат да имат физиологични ефекти. Точно това планира да направи екипът, изследващи кучетата от Чернобил.

След като вече са събрани повече от 400 ДНК проби, изследователите могат да започнат да проучват как вариациите в ДНК на тези чернобилски популации помагат на кучетата да оцеляват в силно радиоактивна среда. Може би например има определени гени, които са били включени или изключени и които дават предимство за оцеляване на кучетата, намиращи се по-близо до централата. Сравняването на последователностите на целия геном ще помогне за разкриването на тези връзки.

Понастоящем са извлечени пълни ДНК последователности за повече от половината от 400-те проби, отбелязва Тим Мусо (Tim Mousseau), биолог от Университета на Южна Каролина, който отдавна изучава организмите около Чернобил след катастрофата и е автор на статията.

Продължава да е в сила убеждението, че животът около Чернобил се е завърнал и процъфтява след бедствието, но това не е задължително. Въпреки че кучетата са първите големи бозайници, които са изследвани в Чернобил, предишни изследвания са проучвали въздействието на радиацията върху много различни организми в региона - от насекоми до птици.

Така например статия от 1997 г. показва, че при лястовиците, изложени на радиация в района на Чернобил, се наблюдават повече мутации de novo и е по-вероятно да са частично албиноси, а проучванията на Мусо показват, че числеността на видовете е намаляла в замърсените райони.

Изследвания на чернобилските жаби от 2022 г. показват, че йонизиращата радиация, причинена от аварията, е предизвикала процес на естествен подбор сред тези животни - оцеляват черните, а не зелените жаби.

През 2020 г. учените откриват вид гъби с високи нива на меланин - пигмент, който може да поглъща радиация и да я превръща в енергия. Учените от НАСА проучват възможността за извличане на меланин от Cryptococcus като рентабилен начин за производство на слънцезащитен крем, за да бъде използван в космоса. През ноември 2019 г. учени от университета "Джонс Хопкинс" изпращат меланин, получен от гъбичките, до Международната космическа станция. В станцията меланинът се тества за способността му да предпазва от радиация в космоса.

Дали геномите на кучетата от Чернобил ще дадат подобна информация? Това е отворен въпрос, на който екипът се стреми да отговори.

"Наистина разполагаме с това, от което се нуждаем, за да отговорим на въпросите, свързани с ролята на околната среда за оцеляването в тази среда", коментира Мусо.

The dogs of Chernobyl: Demographic insights into populations inhabiting the nuclear exclusion zone - Gabriella J. Spatola, Reuben M. Buckley, Megan Dillon, Emily V. Dutrow, Jennifer A. Betz, Małgorzata Pilot, Heidi G. Parker , Wiesław Bogdanowicz, Rachel Thomas, ... and Timothy A. Mousseau, SCIENCE ADVANCES 3 Mar 2023 Vol 9, Issue 9 DOI: 10.1126/sciadv.ade2537

 In the Shadow of Chernobyl, a Pack of Dogs Unlike Any Other Roams the Wasteland, CNET