L'incidente al reattore quattro della centrale nucleare di Chernobyl nel 1986 ha generato il più grande rilascio di materiale radioattivo nell'ambiente nella storia umana. L'impatto dell'esposizione acuta a dosi elevate di radiazioni è stato grave per l'ambiente e la popolazione umana. Ma più di tre decenni dopo l'incidente, Chernobyl è diventata una delle più grandi riserve naturali d'Europa. Oggi vi trova rifugio una vasta gamma di specie in via di estinzione, inclusi orsi, lupi e linci.

Le radiazioni possono danneggiare il materiale genetico degli organismi viventi e generare mutazioni indesiderate. Tuttavia, uno degli argomenti di ricerca più interessanti a Chernobyl è cercare di rilevare se alcune specie si stanno effettivamente adattando a vivere con le radiazioni. Come per altri inquinanti, le radiazioni potrebbero essere un fattore selettivo molto forte, favorendo organismi con meccanismi che ne aumentano la sopravvivenza in aree contaminate da sostanze radioattive.

Protezione della melanina contro le radiazioni

Il nostro lavoro a Chernobyl è iniziato nel 2016. Quell'anno, vicino al reattore nucleare danneggiato, abbiamo rilevato diverse raganelle orientali (Hyla orientalis) con un'insolita tinta nera. La specie ha normalmente una colorazione dorsale verde brillante, anche se occasionalmente si possono trovare individui più scuri.

La melanina è responsabile del colore scuro di molti organismi. Quello che è meno noto è che questa classe di pigmenti può anche ridurre gli effetti negativi delle radiazioni ultraviolette. E il suo ruolo protettivo può estendersi anche alle radiazioni ionizzanti, come è stato dimostrato con i funghi. La melanina assorbe e dissipa parte dell'energia della radiazione. Inoltre, può spazzare via e neutralizzare le molecole ionizzate all'interno della cellula, come le specie reattive dell'ossigeno. Queste azioni rendono meno probabile che gli individui esposti alle radiazioni subiscano danni cellulari e aumentino le loro possibilità di sopravvivenza.

Il colore delle raganelle di Chernobyl

Dopo aver rilevato le prime rane nere nel 2016, abbiamo deciso di studiare il ruolo della colorazione della melanina nella fauna selvatica di Chernobyl. Tra il 2017 e il 2019 abbiamo esaminato in dettaglio la colorazione delle raganelle orientali in diverse aree dell'Ucraina settentrionale.

Durante quei tre anni abbiamo analizzato la colorazione della pelle dorsale di più di 200 rane maschi catturati in 12 diversi stagni di riproduzione. Queste località erano distribuite lungo un ampio gradiente di contaminazione radioattiva. Comprendevano alcune delle aree più radioattive del pianeta, ma anche quattro siti al di fuori della zona di esclusione di Chernobyl e con livelli di radiazione di fondo usati come controlli.

Il nostro lavoro, pubblicato in Applicazioni evolutive , rivela che le raganelle di Chernobyl hanno una colorazione molto più scura rispetto alle rane catturate nelle aree di controllo al di fuori della zona. Come abbiamo scoperto nel 2016, alcuni sono neri come la pece. Questa colorazione non è correlata ai livelli di radiazione che le rane sperimentano oggi e che possiamo misurare in tutti gli individui. La colorazione scura è quella tipica delle rane provenienti dall'interno o in prossimità delle zone più contaminate al momento dell'incidente.

Risposte evoluzionistiche a Chernobyl

I risultati del nostro studio suggeriscono che le rane di Chernobyl potrebbero aver subito un processo di rapida evoluzione in risposta alle radiazioni. In questo scenario, quelle rane con colorazione più scura al momento dell'incidente, che normalmente rappresentano una minoranza nelle loro popolazioni, sarebbero state favorite dall'azione protettiva della melanina.

Le rane oscure sarebbero sopravvissute meglio alle radiazioni e si sarebbero riprodotte con maggiore successo. Sono trascorse più di dieci generazioni di rane dall'incidente e un classico, sebbene molto veloce, processo di selezione naturale potrebbe spiegare perché queste rane scure sono ora il tipo dominante per le specie all'interno della zona di esclusione di Chernobyl.

Lo studio delle rane nere di Chernobyl costituisce un primo passo per comprendere meglio il ruolo protettivo della melanina negli ambienti interessati dalla contaminazione radioattiva. Inoltre, apre le porte a promettenti applicazioni in campi diversi come la gestione delle scorie nucleari e l'esplorazione spaziale.

Ci auguriamo che l'attuale guerra in Ucraina finisca presto e che la comunità scientifica internazionale possa tornare a studiare, insieme ai nostri colleghi ucraini, gli affascinanti processi evolutivi e di rinaturalizzazione degli ecosistemi di Chernobyl. + Esplora ulteriormente

Nuove informazioni sugli effetti delle radiazioni di Chernobyl

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.