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. 

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

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-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.