Le rane nere: Hyla orientalis
Dopo aver osservato nel 2016 le prime rane nere, appartenenti alla specie Hyla orientalis, nei dintorni dell’area dell’incidente di Černobyl’, un team di ricercatori ha deciso di studiare il ruolo della loro colorazione scura (di solito scarsamente rappresentata tra gli individui della specie e dovuta ad una incrementata produzione di melanina geneticamente indotta), in popolazioni presenti nel sito e comparandola poi con quella di popolazioni della stessa specie, in altre zone dell’Ucraina del Nord, meno o non contaminate.
Il sito radioattivo di Černobyl
L’area di Černobyl’ costituisce uno scenario chiave per lo studio e la valutazione degli effetti della radioattività. E’ infatti importante sia a livello ecologico che evolutivo, per via dell’estrema esposizione alle radiazioni ionizzanti da parte della flora e della fauna locali.
Nel lungo termine, essendo ormai passati 36 anni dall’incidente, recenti studi hanno riportato la presenza di comunità animali piuttosto vaste e differenziate. Queste sono state trovate anche in aree vicine al sito dell’incidente del reattore nucleare, che si sono formate probabilmente grazie all’eliminazione di elementi di disturbo, in seguito all’evacuazione della zona.
26/04/1986
L’incidente, avvenuto il 26 Aprile del 1986 e causato dall’esplosione del reattore n. 4 della centrale, viene considerato il più grave nella storia dell’energia nucleare. Insieme a quello di Fukushima é stato classificato al settimo livello, ovvero il massimo, della scala di catastroficità INES.
Come già probabilmente saprete, le città coinvolte risultarono due, Pryp”jat’, ormai ridotta ad una città fantasma, ed appunto Černobyl’, ad oggi praticamente spopolata.
Effetti delle radiazioni ionizzanti
É risaputo che le radiazioni ionizzanti possono risultare estremamente nocive in quanto capaci di danneggiare il DNA ed altre biomolecole. Inoltre causano malfunzionamenti cellulari ed alterando genomica, morfologia e fisiologia degli organismi, con incrementata mortalità. Come altri contaminanti, la radiazione sarebbe inoltre un forte fattore selettivo. La radiazione favorisce organismi che presentano meccanismi di difesa efficaci, che supportano il loro eventuale sviluppo in aree contaminate.
L’esposizione a radiazioni ionizzanti può indurre e regolare l’espressione di geni per la protezione e la riparazione del DNA, con processi che sono molto “costosi” dal punto di vista energetico per le cellule e, spesso, non del tutto efficaci nello schermare l’impatto delle radiazioni, risultando talvolta in mutazioni deleterie o bassa performance individuale.
Il cambio di pigmentazione come protezioni alle radiazioni
Una forma alternativa di protezione dalle radiazioni ionizzanti sembra essere, come in questo caso, il cambio di pigmentazione. In precedenza, altri studi hanno confermato come la colorazione scura dovuta alla presenza di melanina potrebbe mitigare l’impatto di vari tipi di radiazione, inclusa la radiazione ionizzante. Questo fenomeno é stato osservato specialmente in organismi con un livello di organizzazione piuttosto semplice (ad esempio, nei funghi).
Per quanto riguarda gli organismi superiori, invece, l’evidenza suggerisce non ci siano, almeno solitamente, particolari benefici ma anzi, come riportato poco sopra, ricorrerere a questo meccanismo di difesa risulterebbe piuttosto dispendioso in termini energetici.
Le conseguenza a lungo termine?
Non c’é ancora un generale consenso sulle conseguenze a lungo termine dell’incidente e gli effetti dell’esposizione alla radiazione ionizzante sullo stato della popolazione rimangono controversi. Ad oggi, pochi studi si sono focalizzati sui processi evolutivi che occorrono nelle popolazioni naturali che sono state cronicamente esposte alle radiazioni dal 1986, anno dell’incidente.
Lo studio della colorazione dorsale delle rane nere (Hyla orientalis)
Pubblicato lo scorso Settembre 2022 su Evolutionary Applications, lo studio incentrato sull’Hyla orientalis ha esaminato, secondo un gradiente di distanza dalla centrale di Černobyl’, come l’esposizione alla radiazione ionizzante influenzi la colorazione dorsale di tali anfibi, che é risultata essere decisamente più scura nelle rane abitanti i dintorni della Černobyl’ Exclusion Zone, e sia correlata alle condizioni di radioattività delle varie zone di raccolta dei campioni ed ai livelli di stress ossidativo degli anfibi stessi.
Le rane come bioindicatore
Le rane risultano essere un buon indicatore della contaminazione radioattiva di una zona, in quanto, essendo anfibi, vivono sia nell’habitat terrestre che acquatico, spostandosi relativamente poco nel territorio. Nei tre anni in cui si é svolto lo studio sono state analizzate più di 200 rane da 12 diversi siti, distribuiti su un ampio gradiente di contaminazione radioattiva, includendo tra gli altri, alcuni dei siti considerati tra i più radioattivi del pianeta, ma anche quattro zone molto al di fuori della Černobyl’ Exclusion Zone, con livelli di radiazione di fondo utilizzate come controlli.
Il rapido processo evolutivo delle rane nere di Černobyl’
I risultati dello studio suggeriscono che le rane di Černobyl’ potrebbero essere andate incontro ad un rapido processo evolutivo in risposta alle radiazioni. In questo scenario, le rane con la colorazione più scura al momento dell’incidente, sarebbero state avvantaggiate dall’azione protettiva della melanina.
La specie dominante della Černobyl’ exclusion zone
Grazie a ciò, le rane nere avrebbero dunque contrastato in modo più efficace la dannosa esposizione alle radiazioni, potendosi poi riprodurre con maggiore successo e dando dunque origine al classico, anche se in questo caso estremamente rapido, processo di selezione naturale, che spiegherebbe ragionevolmente perché le rane nere sono la specie ora dominante tra quelle che adesso vivono nella Černobyl’ exclusion zone.
Questo studio é indubbiamente un valido punto di partenza per comprendere meglio i meccanismi di protezione negli organismi che vivono in ambienti contaminati da radiazioni.
Fonti
- https://www.iflscience.com/chernobyl-black-frogs-reveal-evolution-in-action-65533 Ionizing radiation and melanism in Chornobyl tree frogs” https://doi.org/10.1111/eva.13476
- Unusual evolution of tree frog populations in the Chernobyl exclusion zone 10.1111/eva.13282
- Germán Orizaola, Investigador Ramón y Cajal, Universidad de Oviedo and Pablo Burraco, Investigador postdoctoral Juan de la Cierva Incorporación, Estación Biológica de Doñana (EBD-CSIC)
- https://www.microbiologiaitalia.it/batteriologia/batteri-cupido-aiutano-le-rane-a-conquistare-il-partner/
