Přestože krajina u černobylské jaderné elektrárny může působit jako po apokalypse, dokázaly ji osídlit psí smečky. Vědci teď popsali, jak to zvířata zvládla a jak se to projevuje v jejich genech.
Po tragické explozi a největší jaderné havárii v dějinách v jaderné elektrárně Černobyl na místě zůstala spousta živých tvorů, včetně psů. Za desítky let, během nichž zde zvířata žijí bez lidí, ale zato v podmínkách s vyšší radiací a masivním znečištěním, se začala na tento nový svět adaptovat. Jak to zvládli právě psi a jakým způsobem se změnili, teď popsala nová studie, která vyšla v odborném časopise Genes.
Badatele přitom zajímají černobylští psi už dlouho. Experti popsali, že se v uzavřené oblasti rozdělili do dvou populací a každá se vyvíjí poněkud odlišně. Ta „normálnější“ žije ve městě Černobyl a geneticky je značně podobná ostatním psím populacím v Rusku nebo Bělorusku. Zato psi žijící přímo v jaderné elektrárně nebo jejím nejbližším okolí jsou geneticky značně odlišní. Dokázali si totiž vybudovat mechanismy, které jejich DNA dokáží opravovat.
Obě psí populace od sebe sice žijí jen kousek, ale geneticky to vypadá, jako kdyby každá z nich žila na izolovaném ostrově – tak moc se odlišují. Nový výzkum se podíval na to, jak k těmto změnám došlo a co je jejich příčinou. Ukázal, že nejsou způsobené mutacemi, jak zpočátku část vědců předpokládala.
Dvě hypotézy
Základem je, že u psů šlo o přirozený výběr – tedy způsob, kdy se geny, které zvyšují přizpůsobivost jedince prostředí, v němž žije, v populaci v průběhu času stávají častějšími. Takzvaná usměrňovací selekce je jednou z cest, jak tohoto cíle příroda dosahuje. Celá populace jednoho druhu se tak v průběhu času posouvá směrem k malému počtu upřednostňovaných znaků. To je typicky spojeno se změnami prostředí, kterému se druhy takto pokoušejí přizpůsobovat.
Druhou cestou je takzvaný genetický drift, což jsou náhodné genetické změny, které nemusí nutně souviset s přizpůsobením, ale přesto se v populaci stávají běžnými. Genetický drift je častější v malých, izolovaných populacích, protože pravděpodobnost předání těchto náhodných změn je větší a může vést ke snížení rozmanitosti v celém genomu. Tyto změny jsou časté například u zvířat žijících na ostrovech a mohly by tedy fungovat i u izolovaných černobylských psů.
Aby tuto záhadu vědci rozluštili, nezkoumali jen geny zvířat ze zamořené oblasti, ale také z běžných populací psů ve východní Evropě – a také na Galapágách, které jsou typickým zástupcem vývoje v izolovaném prostředí.
Ukázalo se, že přes malou velikost populace z Černobylu u ní zatím nedochází ke snižování genetické rozmanitosti, což naznačuje, že se neuplatňuje drift. Z genetického hlediska se navíc populace z jaderné elektrárny výrazně lišila od jiných geograficky izolovaných populací psů – včetně těch z Galapágských ostrovů.
Adaptace na apokalypsu
Detailní analýza černobylských psů odhalila, že adaptace na podmínky života v uzavřené zóně elektrárny se v genomu projevila na nejméně sto místech. Jedná se především o místa spojená s obranou proti rakovině, imunitou a zejména s opravou DNA. Podle autorů to vypadá jako důkaz selekce: radiace a toxické látky totiž DNA poškozují a tyto vady pak vedou třeba ke zhoubnému bujení. Tvorové schopní opravit si tyto vznikající chyby mají výhodu před těmi, jimž tato schopnost chybí – a jsou rovněž schopní tyto znaky dál předávat.
„I když nemůžeme s jistotou říci, zda to, co jsme objevili, se dá přímo potvrdit jako selekce, nacházíme genomické znaky, které selekci naznačují,“ sdělili autoři výzkumu. „Když se do těchto genomických oblastí ponoříme hlouběji, zjistíme, že tyto geny se podílejí na biologicky relevantních drahách, které by jim (psům) mohly umožnit překonat účinky vystavení toxickým látkám v tomto prostředí.“
Každopádně není jasné, co bylo dřív. „Tvrdíme, že důsledkem nemusela být nutně změna genomu psů za účelem přizpůsobení. Je totiž možné, že ti, kteří dokázali přežít počáteční vystavení radiaci, disponovali právě touto úrovní základní genetické rozmanitosti a variant, které jim zajišťovaly vyšší stupeň přizpůsobivosti,“ argumentují autoři ve studii.
„Je zřejmé, že se jedná o spekulaci, a nevíme přesně, co se stalo. Můžeme ale s jistotou říci, že jsme použili velmi důkladnou analýzu a v biologicky relevantních oblastech jsme nalezli známky selekce,“ dodávají vědci.
