Sorte frøer i Tjernobyl afslører lyn-evolution
En meget hurtig, naturlig udvælgelsesproces kan forklare, hvorfor mørke frøer nu er dominerende i Tjernobyls eksklusionszone.
En sort og en grøn frø side om side

Så stor er farveforskellen på løvfrøer af arten Hyla orientalis. Til venstre, et eksemplar fanget i Tjernobyl i den højt kontaminerede zone; til højre, et eksemplar fanget uden for eksklusionszonen. (Foto: Germán Orizaola / Pablo Burraco - CC BY)

Så stor er farveforskellen på løvfrøer af arten Hyla orientalis. Til venstre, et eksemplar fanget i Tjernobyl i den højt kontaminerede zone; til højre, et eksemplar fanget uden for eksklusionszonen. (Foto: Germán Orizaola / Pablo Burraco - CC BY)

Partner The Conversation

Videnskab.dk oversætter artikler fra The Conversation, hvor forskere fra hele verden selv skriver nyheder og bringer holdninger til torvs

Ulykken ved reaktor nummer 4 på Tjernobyl-atomkraftværket i 1986 genererede den største udledning af radioaktivt materiale i menneskehedens historie.

Konsekvenserne af den akutte eksponering for høje strålingsdoser var voldsomme for miljøet og den menneskelige befolkning.

Men mere end tre årtier efter ulykken er Tjernobyl blevet et af de største naturreservater i Europa. En lang række truede arter finder i dag tilflugt i området, for eksempel bjørne, ulve og losser.

Stråling kan beskadige levende organismers genetiske materiale og generere uønskede mutationer. Et af de mest interessante forskningsemner i Tjernobyl forsøger dog at afdække, om visse arter faktisk tilpasser sig et liv med stråling.

Som med andre forurenende stoffer kan stråling være en meget stærk selektiv faktor, der favoriserer organismer med mekanismer, der øger deres overlevelse i områder, der er forurenet med radioaktive stoffer.

Melanin beskytter mod stråling

Vores arbejde i Tjernobyl startede i 2016. Det år, tæt på den beskadigede atomreaktor, opdagede vi flere løvfrøer af arten Hyla orientalis med en usædvanlig sort nuance.

Arten har normalt en lys grøn rygfarve, selvom der ind imellem findes mørkere individer.

Melanin er ansvarlig for mange organismers mørke farve. Hvad der er mindre kendt er, at denne klasse af pigmenter også kan reducere de negative effekter af ultraviolet stråling. 

Løvfrøer fra Tjernobyl-området med forskellige farver

Farvevariationerne hos løvfrøer af arten Hyla orientalis i det nordlige Ukraine. (Foto: Germán Orizaola / Pablo Burraco - CC BY-SA)

Melanins beskyttende rolle kan også strække sig til ioniserende stråling, som det er blevet vist med svampe.

Melanin absorberer og spreder en del af strålingsenergien. Derudover kan melanin opfange og neutralisere ioniserede molekyler inde i cellen, som eksempelvis reaktive oxygenarter.

Det gør det mindre sandsynligt, at individer, der udsættes for stråling, fortsat lider celleskade, og det øger dermed deres overlevelseschancer.

Løvfrøerne i Tjernobyl skiftede farve

Fakta
Om Forskerzonen

Denne artikel er en del af Videnskab.dk’s Forskerzonen, hvor forskerne selv formidler deres forskning, viden og holdninger til et bredt publikum – med hjælp fra redaktionen.

Forskerzonen bliver udgivet takket være støtte fra vores partnere: Lundbeckfonden, Aalborg Universitet, Roskilde Universitet og Syddansk Universitet og Region Hovedstaden.

Forskerzonens redaktion prioriterer indholdet og styrer de redaktionelle processer, uafhængigt af partnerne. Læs mere om Forskerzonens mål, visioner og retningslinjer her.

Efter at have opdaget de første sorte frøer i 2016 besluttede vi at studere melaninfarvningens rolle i Tjernobyls dyreliv.

Mellem 2017 og 2019 undersøgte vi i detaljer farven på Hyla orientalis-løvfrøerne i forskellige områder i det nordlige Ukraine.

I løbet af disse tre år analyserede vi hudfarven på ryggen hos mere end 200 hanfrøer fanget i 12 forskellige yngledamme. 

Disse lokationer var fordelt langs en bred gradient af radioaktiv forurening.

De omfattede nogle af de mest radioaktive områder på kloden, men også fire steder udenfor Tjernobyls såkaldte 'eksklusionszone' og med baggrundsstrålingsniveauer brugt som kontrol.

Vores arbejde afslører, at løvfrøerne i Tjernobyl har en meget mørkere farve end frøer fanget i kontrolområder uden for zonen.

Som vi fandt ud af i 2016, er nogle individer kulsorte.

Denne farvning er imidlertid ikke relateret til niveauet af stråling, som frøerne oplever i dag, og som vi kan måle hos alle individer. 

Den mørke farve er derimod typisk for frøer fra eller nær de mest forurenede områder på ulykkestidspunktet.

Evolutionær respons i Tjernobyl

Resultaterne af vores studie indikerer, at Tjernobyl-frøerne kan have gennemgået en proces med hurtig evolution som reaktion på stråling. 

I dette scenarie ville de frøer med mørkere farve på ulykkestidspunktet, som normalt repræsenterer en minoritet i deres populationer, være blevet begunstiget af melanins beskyttende effekt.

De mørke frøer vil have overlevet strålingen bedre og reproduceret sig med større succes. 

Mere end 10 generationer af frøer har levet siden ulykken, og en klassisk, om end meget hurtig, naturlig udvælgelsesproces kan forklare, hvorfor disse mørke frøer nu er den dominerende type for arten i Tjernobyl-udelukkelseszonen.

Hyla orientalis løvfrø i det fri et sted uden for Tjernobyl eksklusionszone i Ukraine

Hyla orientalis-han i det fri et sted uden for Tjernobyl eksklusionszone (Ukraine), 2019. (Foto: Germán Orizaola)

Første skridt mod en bedre forståelse af melanins beskyttende rolle

Studiet af Tjernobyls sorte frøer udgør et første skridt mod en bedre forståelse af melanins beskyttende rolle i miljøer, der er påvirket af radioaktiv forurening.

Derudover åbner det døren for lovende anvendelser inden for så forskellige områder som håndtering af atomaffald og udforskning af rummet.

Vi håber, at den nuværende krig i Ukraine snart er ovre, og at det internationale forskningssamfund vil være i stand til at vende tilbage for sammen med vores ukrainske kolleger at studere økosystemerne i Tjernobyls fascinerende rewilding og evolutionære processer.

Denne artikel er oprindeligt publiceret hos The Conversation og er oversat af Stephanie Lammers-Clark.

 

The Conversation

Alle må bruge og viderebringe Forskerzonens artikler

På Forskerzonen skriver forskere selv om deres forskning. Vi mener, det er vigtigt, at alle får mulighed for at læse om forskning fra forskerens egen hånd.

Alle må derfor bruge, kopiere og viderebringe Forskerzonens artikler udfra følgende enkle krav:

  • Det skal krediteres: 'Artiklen er oprindelig bragt på Videnskab.dk’s Forskerzonen, hvor forskerne selv formidler'. Hvis artiklen bringes på web, skal der linkes til artiklen på Forskerzonen.
  • Artiklen må ikke redigeres og skal bringes i fuld længde (medmindre andet aftales med forskeren).
  • Du skal give forskeren besked om, at du genpublicerer.
  • Artikler, som er oversat fra The Conversation, skal have indsat en HTML-kode til indsamling af statistik i bunden. HTML-koden finder du i den originale artikel på The Conversations hjemmeside ved at klikke på knappen "Republish this article" ude til højre, derefter klikke på 'Advanced' og kopiere koden. Du finder linket til artiklen på The Conversation i bunden af Forskerzonens oversatte artikel. 

Det er ikke et krav, men vi sætter pris på, at du giver os besked, hvis du publicerer vores indhold (undtaget indhold fra The Conversation). Skriv til redaktør Anders Høeg Lammers på ahl@videnskab.dk.

Læs mere om Forskerzonen i Forskerzonens redaktionelle retningslinjer.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcasts herunder. Du kan også findes os i din podcast-app under navnet 'Videnskab.dk Podcast'.

Videnskabsbilleder

Se de flotteste forskningsfotos på vores Instagram-profil, og læs om det betagende billede af nordlys taget over Limfjorden her.

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's videojournalister med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.

Hej! Vi vil gerne fortælle dig lidt om os selv

Nu hvor du er nået helt herned på vores hjemmeside, er det vist på tide, at vi introducerer os.

Vi hedder Videnskab.dk, kom til verden i 2008 og er siden vokset til at blive Danmarks største videnskabsmedie med omkring en million brugere om måneden.

Vores uafhængige redaktion leverer dagligt gratis forskningsnyheder og andet prisvindende indhold, der med solidt afsæt i videnskabens verden forsøger at give dig aha-oplevelser og væbne dig mod misinformation.

Vores journalister fortæller historier om både kultur, astronomi, sundhed, klima, filosofi og al anden god videnskab indimellem - i form af artikler, podcasts, YouTube-videoer og indhold på sociale medier.

Vi stiller meget høje krav til, hvordan vi finder og laver vores historier. Vi har lavet et manifest med gode råd til at finde troværdig information, og vi modtog i 2021 en fornem pris for vores guide til god, kritisk videnskabsjournalistik.

Vores redaktion gør en dyd ud af at få uafhængige forskere til at bedømme betydningen af nye studier, og alle interviewede forskere citat- og faktatjekker vores artikler før publicering.

Hvis du går rundt og undrer dig over stort eller småt, vil vi elske at høre fra dig og forsøge at give dig svar med forskernes hjælp. Send bare dit spørgsmål til vores brevkasse Spørg Videnskaben.

Vi håber, at du vil følge med i forskningens forunderlige opdagelser her på Videnskab.dk.

Få et af vores gratis nyhedsbreve sendt til din indbakke. Du kan også følge os på sociale medier: Facebook, Twitter, Instagram, YouTube eller LinkedIn.

Med venlig hilsen

Videnskab.dk