Птицы Чернобыля адаптируются к ионизирующему излучению
Птицы в зоне отчуждения Чернобыля адаптируются к долгосрочному воздействию радиации и, возможно, даже извлекают из этого пользу, как показало исследование экологов. Работа, опубликованная в журнале Functional Ecology Британского экологического общества, — первое свидетельство адаптации диких животных к ионизирующему излучению. Также впервые показано, что птицы, производящие больше всего феомеланина (пигмента в перьях), испытывают наибольшие трудности при воздействии радиации.
По словам ведущего автора доктора Исмаэля Гальвана из Испанского национального исследовательского совета (CSIC): «Предыдущие исследования дикой природы в Чернобыле показали, что хроническое облучение истощает антиоксиданты и увеличивает окислительное повреждение. Мы обнаружили обратное — уровень антиоксидантов увеличивался, а окислительный стресс снижался с ростом фоновой радиации».
Чернобыльская катастрофа 26 апреля 1986 года имела катастрофические экологические последствия. Однако, поскольку регион остается сильно загрязненным радиацией, он представляет собой непреднамеренный экологический эксперимент по изучению воздействия ионизирующего излучения на диких животных.
Лабораторные эксперименты показали, что люди и животные могут адаптироваться к радиации, а длительное воздействие низких доз повышает устойчивость организмов к последующим большим дозам. Однако такую адаптацию никогда не наблюдали вне лаборатории в диких популяциях.
Предыдущие исследования уровня антиоксидантов и окислительного повреждения в Чернобыле ограничивались людьми, двумя видами птиц и одним видом рыб. Поскольку разные виды сильно различаются по своей восприимчивости к радиации, эти ограниченные данные затрудняли изучение адаптации диких животных.
Исследователи, включая экологов, работающих в Чернобыле с 1990-х годов, использовали паутинные сети для отлова 152 птиц 16 различных видов на восьми участках внутри и рядом с Чернобыльской зоной отчуждения. Они измерили уровень фоновой радиации на каждом участке, взяли образцы перьев и крови, после чего птиц отпустили.
Затем они измерили в образцах крови уровни глутатиона (ключевого антиоксиданта), окислительного стресса и повреждения ДНК, а также уровни меланиновых пигментов в перьях. Меланины — самые распространенные животные пигменты, но поскольку производство феомеланина (один из типов меланина, другой — эумеланин) расходует антиоксиданты, животные, производящие больше всего феомеланина, более восприимчивы к воздействию ионизирующего излучения.
Помимо сбора образцов у 16 видов птиц, команда использовала новый подход для анализа результатов. Метод лучше учитывает степень родства разных видов, что важно, поскольку некоторые виды более восприимчивы к радиации. Метод фокусирует анализ на отдельных особях, а не на средних показателях по видам, что делает его более чувствительным для анализа биохимических реакций на радиацию.
Результаты показали, что с увеличением фоновой радиации улучшалось физическое состояние птиц и повышался уровень глутатиона, а окислительный стресс и повреждение ДНК снижались. Также выяснилось, что птицы, производящие больше феомеланина и меньше эумеланина, платят цену в виде худшего физического состояния, сниженного глутатиона и повышенного окислительного стресса и повреждения ДНК.
«Результаты важны, потому что они рассказывают нам больше о способности разных видов адаптироваться к таким экологическим проблемам, как Чернобыль и Фукусима», — сказал Гальван.
Уровни радиации в районе исследования варьировались от 0,02 до 92,90 микрозивертов в час. Исследованные 16 видов птиц: сорокопут-жулан; большая синица; деревенская ласточка; пеночка-трещотка; черноголовая славка; серая славка; ястребиная славка; лесной конёк; зяблик; дубонос; деряба; певчий дрозд; чёрный дрозд; горихвостка-чернушка; зарянка и обыкновенный соловей.
Ионизирующее излучение повреждает клетки, производя высокореактивные соединения, известные как свободные радикалы. Организм защищается от них с помощью антиоксидантов, но если уровень антиоксидантов слишком низок, радиация вызывает окислительный стресс и генетические повреждения, что приводит к старению и гибели.