Группа исследователей из Франции продолжает фундаментальные экспериментальные исследования, начатые в украинской зоне отчуждения Чернобыльской АЭС. Они работают над новым проектом в японской префектуре Фукусима, чтобы лучше понять, как животные живут и размножаются в радиоактивной среде.
Проект в зоне отчуждения
Мисс Леа Даск, аспирантка лаборатории LECO (Лаборатория экологии и экотоксикологии радионуклидов) под руководством доктора Оливье Армана, изучает сложные биологические взаимодействия, которые определяют реакцию дикой природы на радиологический стресс.
«Наша цель — ответить на простой вопрос: каков текущий эволюционный и экологический статус популяций диких животных, проживающих в районах, загрязнённых радиацией, и как они могут измениться со временем?» — говорит мисс Даск.
Исследование репродуктивных характеристик
Недавно мисс Даск и её коллеги исследовали репродуктивные характеристики японских древесных лягушек (Dryophytes leopardus), обитающих в префектуре Фукусима в Японии, пострадавшей от аварии на АЭС «Фукусима-1» в 2011 году.
Репродуктивный успех — это основная движущая сила жизни, но это один из биологических процессов, наиболее уязвимых к вредному воздействию ионизирующего излучения. «Ионизирующее излучение может нарушить эндокринную функцию, гаметогенез и брачное поведение, что может снизить плодовитость и жизнеспособность потомства», — говорит мисс Даск.
Доктор Арман отмечает: «В Чернобыле мы зафиксировали снижение индекса состояния тела и небольшие размеры популяций в сильно загрязнённых зонах. В Фукусиме мы хотим выяснить, можно ли наблюдать аналогичные эффекты после другой крупной аварии, и выяснить, связаны ли эти эффекты с репродуктивной функцией на уровне популяций».
Методы исследования
Для проведения исследований мисс Даск и доктор Арман используют широкий спектр методов и технологий, которые проводятся как в полевых условиях (в Чернобыле и Фукусиме), так и в контролируемых лабораторных условиях во Франции.
«На молекулярном уровне мы используем геномику, транскриптомику и протеомику для выявления клеточных ответов на воздействие ионизирующего излучения и изучения эффектов на уровне популяции», — говорит доктор Арман. На уровне организма команда изучает состояние тела, энергетические резервы и половые характеристики.
В своей последней работе по изучению репродуктивных качеств лягушек из Фукусимы они также оценили сперму самцов лягушек, энергетический метаболизм и характеристики брачного поведения. «Это требует значительных затрат и тесно связано с привлечением самок», — говорит мисс Даск.
Ключевые открытия
Ключевым открытием работы команды в Чернобыле стало то, что популяции амфибий в наиболее загрязнённых районах зоны отчуждения борются с низким генетическим разнообразием по сравнению с другими популяциями, даже спустя десятилетия после аварии. Вместе со снижением состояния тела это ставит под вопрос долгосрочную жизнеспособность этих популяций.
Хотя анализ проекта по изучению лягушек в Фукусиме всё ещё продолжается, предварительные результаты показывают, что лягушки, живущие в районах с радиоактивным загрязнением, подвергаются нарушению генетических путей, связанных с подвижностью сперматозоидов, что потенциально влияет на их репродуктивный успех.
Работа с другими организмами
Исследователи также работают над проектом с использованием рыбок данио (Danio rerio), который показал, что хроническое радиационное воздействие нарушает нервно-мышечное развитие с последствиями для подвижности, а также снижает общительность.
Команда также сотрудничает с CNRS (Французским национальным центром научных исследований) для разработки методологии измерения когнитивных способностей диких опылителей, обитающих в Фукусиме. «Когнитивные способности опылителей, включая обучение, память и пространственную ориентацию, важны для эффективного поиска пищи и функционирования колонии», — говорит доктор Арман. «Наши первоначальные данные указывают на снижение когнитивных способностей, коррелирующее с радиационным воздействием, что может влиять на поведение и выживаемость опылителей».
Синергетические эффекты
«Комбинированное воздействие, такое как радиация плюс тепловой стресс, может привести к синергетическим эффектам, которые невозможно предсказать по моделям с одним стрессором», — говорит доктор Арман. «Это требует нового подхода к оценке экологических рисков: подхода, который учитывает экологический реализм, эволюционную динамику и долгосрочный мониторинг».
Этот проект демонстрирует, как влияние на репродуктивный успех имеет решающее значение для долгосрочного выживания популяций, загрязнённых радиацией. «Не учитывая такие факторы, как генетическое разнообразие, модели миграции и особенности жизненного цикла, мы рискуем недооценить истинное влияние хронического загрязнения на биоразнообразие и устойчивость экосистем», — говорит мисс Даск.
Это исследование будет представлено на ежегодной конференции Общества экспериментальной биологии в Антверпене, Бельгия, 11 июля 2025 года.
Предоставлено:
Общество экспериментальной биологии