1986年4月26日发生的切尔诺贝利核事故是人类历史上向环境释放放射性物质最多的一次,严重破坏了当地的环境。
这片无人区面积大约4300平方公里,至今仍然被认为高度污染而不能居住。不过关于其对自然界其他生物的影响,科学界仍存在很大分歧。辐射会损害生物体内的遗传物质并产生不良突变,但也可能是一种非常强大的自然选择因素。
近日,发表在《进化应用》杂志上的一项研究发现,生活在切尔诺贝利的东方树蛙(Hyla orientalis)的颜色比该区域以外的树蛙颜色要深很多,有些甚至是漆黑的。这表明一些生物在那里正在快速进化,适应了辐射并成功地繁殖。
适应辐射,黑色素的功劳?
黑色素是许多生物呈现深色的原因,这个大家都不陌生。但你可能不知道的是,这些困扰着“爱白人士”的物质还可以抵御辐射造成的伤害。
早期研究显示,黑色素能够吸收和消散部分辐射能量,从而使暴露于辐射的个体免于细胞损伤,进而增加生存机会。
那么这些青蛙之所以能够在禁区内生存,是否和它们的深色皮肤有关呢?
2017到2019年的连续三个繁殖季节期间,研究人员在切尔诺贝利附近2.2平方公里范围内的12个采样点,收集到了189只受到不同程度核辐射影响的成年雄蛙。
实验树蛙栖息地分布图。
通过研究它们的颜色、受辐射影响的程度和氧化应激水平之间的关系,研究人员发现事故发生时,离事故中心越近的东方树蛙的皮肤会越黑,反之则更淡,而目前的辐射水平似乎并不影响切尔诺贝利树蛙的皮肤颜色。
生活在切尔诺贝利禁区内(CEZ)或外(CEZ外)辐射梯度上的东方树蛙雄性皮肤亮度。
这种颜色差异并不是由皮肤颜色的短期变化或环境颜色的改变引起的,这表明颜色较深的青蛙在遭受辐射之后得以存活下来,并成功地繁殖。
在脊椎动物中,深色主要由两种黑色素产生,即黑色真黑素和黄-红褐黑色素。在两栖动物中,真黑色素是其唯一的黑色色素,黑色素沉着可以防止电离辐射,保护生物体免收DNA损伤;同时真黑色素的堆积并未造成树蛙超常的氧化应激反应。
这是一个经典进化案例,切尔诺贝利的树蛙可能经历了一个快速进化的过程,以应对辐射。自事故发生以来,这些树蛙已经演变了10-15代。
不过关于放射性污染环境中黑色素沉着的原因及后果仍需要进一步的研究,这将有助于更好地理解长期暴露于电离辐射中对野生动物自然演化影响。
切尔诺贝利禁区并非“生态黑洞”?
不少研究显示,目前仍有不少动物在切尔诺贝利禁区内生存,它们没有受到辐射的影响,甚至还有适应辐射的迹象。30年来,这里已经成为了动物领地。
英国生态及水文中心此前曾开展TREE计划,用以评估核辐射风险。研究人员在灾区安装了40部自动摄影机追踪野生动物,拍摄到一只棕熊在围栏外雪地踱步,可能是在觅食。
另外,摄像机还将当地更多的动物——那些无视辐射的山猫、野猪、灰狼、鹿、马和水獭等一并纳入了镜头。
这很可能是因为人类大面积撤出,对当地生态的压力和干扰也随之锐减,为动物重返栖身地提供了一定机会。一些较为大型的哺乳动物几乎是即刻就出现在这里,而且在无人区肆意繁殖,数量快速增长。
除了动物,暴露于电离辐射也会促进一些产黑色素真菌的生长,它们甚至可以通过黑色素将电离辐射转化为自身的能量来源。
在高自然辐射的地区都可能发现这种真菌,它们甚至可以在高度放射性污染的建筑上“定居”,比如受损的切尔诺贝利反应堆内部。
尽管有摄像头、定位器和一直未中断的调查,但实际上,科学家们还不清楚切尔诺贝利之灾对当地野生动物种群的总体影响,研究曾发现某些动物突变率增高的证据,但总体情况仍是模糊的。
自然界的能力是否可以把事故的阴霾扫空?杳无人烟的区域何时真正复苏?这些问题,或许还要花上多年才有答案。
(材料部分来源:科技日报)
采写 见习编辑 陈桥魁
审读 韩绍俊 审核 李怡天