Почему растения не умирают от рака

Чернобыль стал синонимом катастрофы. Авария 1986 года, вновь привлекшая внимание благодаря популярному сериалу, вызвала тысячи случаев рака, превратила густонаселенный район в город-призрак и привела к созданию зоны отчуждения площадью 2600 км².

Однако зона отчуждения Чернобыля не лишена жизни. Волки, кабаны и медведи вернулись в пышные леса вокруг старой АЭС. Что касается растительности, то почти все растения, кроме самых уязвимых, не погибли изначально, и даже в самых радиоактивных районах зоны восстановление началось в течение трех лет.

Люди, другие млекопитающие и птицы погибли бы многократно от дозы радиации, которую получили растения в наиболее загрязненных районах. Почему же растительная жизнь так устойчива к радиации?

Чтобы ответить, нужно понять, как радиация от реакторов влияет на живые клетки. Радиоактивный материал Чернобыля «нестабилен»: он постоянно испускает высокоэнергетические частицы и волны, которые разрушают клеточные структуры или создают реактивные химические вещества, атакующие клеточные механизмы.

Большинство частей клетки можно заменить, но ДНК — ключевое исключение. При высоких дозах радиации ДНК повреждается, и клетки быстро гибнут. Более низкие дозы вызывают мутации, изменяющие функции клетки — например, приводящие к раку, неконтролируемому размножению и распространению в организме.

У животных это часто смертельно, потому что их клетки и системы высокоспециализированы и негибки. Биология животного — сложный механизм, где у каждой клетки и органа есть свое место и цель, и все части должны работать вместе для выживания особи. Человек не может жить без мозга, сердца или легких.

Растения развиваются гораздо более гибко и органично. Поскольку они не могут двигаться, им приходится адаптироваться к обстоятельствам. Вместо заданной структуры, как у животных, растения формируют ее по ходу роста. Будет ли у них более глубокая корневая система или высокий стебель, зависит от баланса химических сигналов от других частей растения и «мировой паутины» леса, а также от света, температуры, воды и питательных веществ.

Критически важно, что в отличие от животных, почти все растительные клетки способны создавать новые клетки любого типа, необходимого растению. Поэтому садовник может вырастить новое растение из черенка, когда корни прорастают из бывшего стебля или листа.

Это означает, что растения могут заменять мертвые клетки или ткани гораздо легче, чем животные, будь то повреждение от атаки животного или от радиации.

Хотя радиация и другие виды повреждения ДНК могут вызывать опухоли у растений, мутировавшие клетки, как правило, не способны распространяться из одной части растения в другую, как рак, благодаря жестким, взаимосвязанным стенкам растительных клеток. Такие опухоли в подавляющем большинстве случаев также не смертельны, потому что растение может найти способ обойти неисправную ткань.

Интересно, что помимо этой врожденной устойчивости к радиации, некоторые растения в чернобыльской зоне, по-видимому, используют дополнительные механизмы для защиты своей ДНК: меняют ее химию, чтобы сделать более устойчивой к повреждениям, и включают системы репарации, если это не помогает. Уровни естественной радиации на поверхности Земли были намного выше в далеком прошлом, когда эволюционировали ранние растения, поэтому растения в зоне отчуждения, возможно, используют адаптации тех времен, чтобы выжить.

Новая жизнь

Сегодня жизнь вокруг Чернобыля процветает. Популяции многих видов растений и животных фактически больше, чем до катастрофы.

Учитывая трагические человеческие потери, это возрождение природы может удивлять. Радиация действительно оказывает явно вредное воздействие на растительную жизнь и может сокращать жизнь отдельных растений и животных. Но если жизнеобеспечивающие ресурсы имеются в достатке, а нагрузка не смертельна, то жизнь будет процветать.

Ключевой момент: бремя, принесенное радиацией в Чернобыле, менее серьезно, чем преимущества от ухода людей из этого района. Теперь, будучи по сути одним из крупнейших природных заповедников Европы, эта экосистема поддерживает больше жизни, чем раньше, даже если каждый отдельный цикл этой жизни длится немного меньше.

В некотором смысле чернобыльская катастрофа показывает истинные масштабы нашего воздействия на планету. Какой бы разрушительной ни была авария, для местной экосистемы она оказалась гораздо менее губительной, чем деятельность человека. Заставив себя уйти из этого района, мы освободили пространство для возвращения природы.