Den 26 april 1986 skakade den värsta strålningskatastrofen i historien det som nu är norra Ukraina. Som ett resultat av konstruktionsfel och mänskliga fel inträffade en katastrofal explosion i kärnan i en kärnreaktor.
Radioaktiv kontaminering i form av ångströmmar och rök från den skadade reaktorn var cirka 400 gånger större än atombombningen i Hiroshima. Tre månader efter katastrofen dog 30 anställda och brandmän i kärnkraftverket till följd av allvarlig radioaktiv förorening. Mer än 100 tusen invånare evakuerades: de tvingades överge sina hus, lägenheter, bilar, fotografier och leksaker, drabbade av radioaktivt nedfall.
Människor återvänder gradvis till området kring kärnkraftverket i Tjernobyl. Ett regeringsgrupp, tillräckligt stort för att följa reglerna för arbete inom föroreningsområdet, övervakar reaktorns tillstånd och strålningsnivån i detta område. Våga turister vågar allt mer in i den närliggande staden Pripyat, tittar runt övergivna byggnader och försöker föreställa sig livet i Ukraina under sovjettiden. Men det är inte bara turister som visar nyfikenhet.
Den kontaminerade marken i Tjernobyl-uteslutningszonen, ett ingenmansland som är jämförbar i storlek med Yosemite nationalpark, är mogen för vetenskaplig forskning där. Förstörelsen av reaktorn skapade förutsättningarna för det största naturliga experimentet på planeten inom området kärnsäkerhet. Genom att observera de förändringar som äger rum - minskande radioaktiva nivåer, minskande populationer, cancer bland överlevande, långsam förstörelse av övergivna städer och byar i området - kan vi lära oss mycket om hur vilda djur hanterar låga nivåer av radioaktiv förorening, liksom andra. långsiktiga effekter efter incidenter i kärnkraftverk.
Gräshoppor och "kometer"
Den nya studien, leds av ekologen Andrea Bonisoli-Alquati vid University of North Carolina, använde det gemensamma trädgårdsförsöket för att ta detta ett steg längre, samt färre träsk gräshoppor (Chorthippus albomarginatus) fångade i den exklusiva zonen i Tjernobyl och fördes till laboratoriet. Den kontrollerade situationen i laboratoriet gjorde det möjligt för teammedlemmar att undersöka effekterna av förorening av strålningsförorening utan att oroa sig för de direkta effekterna av strålning på avkomman.
För att göra detta uppfödde de gräshoppor och såg utvecklingen av deras avkommor. Eftersom strålning förstör DNA, bryter det isär, mätte forskarna också hemolymfens integritet (insektsblod) med hjälp av en ny teknik som kallas kometanalys. De placerade de resulterande DNA-proverna på en glasyta och utsatte dem för en elektrisk ström. Eftersom DNA har en negativ laddning, började dess element att röra sig mot det positiva slutet. Och vid skadat DNA rörde de mindre, förstörda delarna längre än de tyngre, bevarade spiralerna. Forskare använder storleken på denna del - kometens svans - för att bestämma mängden skadat DNA i ett prov.
Kampanjvideo:
Baserat på strålningsexponeringen från föräldra gräshopparna var det omöjligt att förutsäga vad DNA-skadorna skulle bli i deras avkommor. De gräshoppor vars föräldrar fick höga strålningsdoser - 50,05 mikrosilberts per timme eller motsvarande tre röntgenstrålningar - fick samma DNA-förstörelse som de gräshoppor vars föräldrar hade en låg infektionsnivå - 0,02 mikrosilberts per timme (detta är mindre än mängden strålning som avges av en banan).
Kanske fick de hjälp av högladdade försvarsmekanismer som begränsar strålningens effekter. Exempelvis kan gräshoppor från mycket förorenade områden få mindre DNA-skador eftersom de har fler antioxidanter; eller för att de har effektivare proteiner som kan reparera trasiga DNA-strängar.
Denna typ av försvarsmekanismer kan ge ett svar på frågan varför avkommet av gräshoppor från mer förorenade områden överlever bättre, och det beror på att allvarligare DNA-skador försvagar cellens funktioner och dess hälsa.
Fallet med gräshopporna är en liten illustration av hur moder naturen hittar ett sätt att gå tillbaka från randen, göra nödvändiga förändringar och reparera människors skada. Efter katastrofen våren 1986 var resten av året svårt för växter och djur i området. Många av dem har sedan dess kunnat återhämta sig och 2015 var antalet däggdjur i Tjernobylzonen jämförbart med antalet i närliggande områden som inte påverkades av strålning.
Denna motståndskraft är anmärkningsvärd med tanke på att de flesta av det förorenade området inte kommer att vara säkert för människor att leva i i 20 000 år. Antalet människor i Tjernobyl-uteslutningszonen är 200 (det är äldre självbosättare) och de fick så småningom stanna där, så skogarna runt Tjernobyl är nu de facto en vildreservat. Med andra ord verkar människor utgöra en större fara för djur än fallout.
Auricularia svamp, vargar och lodjur
År med forskningsarbete visar att denna exklusiva zon långt ifrån är en ödemark, som det ofta försöks presentera för oss i de apokalyptiska bilderna av en kärnvinter efter det tredje världskriget. Nya beräkningar baserade på observationer från helikoptrar och studien av djurspår visade att det finns sju gånger fler vargar i Tjernobyls specialzon än i angränsande regioner. De installerade fällorna med video och kameror tillåter oss att säga att sådana sällsynta arter som den svårfångade eurasiska lodjur (senast sett på denna plats för mer än ett sekel sedan) började dyka upp i denna speciella zon.
Under de turbulenta 1990-talet, när fattigdomen på landsbygden ökade och ingen var inblandad i djurliv, föll många tetrapods in i riskzonen, och Tjernobylzonen visade sig vara en av de få platserna i före detta Sovjetunionen där det inte fanns någon kraftig nedgång i befolkningen av älg och vild galtar. Vissa djurarter har till och med lärt sig att dra nytta av den unika situationen där de befinner sig: svart svamp har upptäckts i reaktorkärnan. När nyfikna forskare förde dessa svampar till laboratoriet och utsatte dem för strålning visade det sig att de växer snabbare under sådana förhållanden, och det verkade som svamparna hade anpassat sig till den joniserade strålningen som reaktorn avger för att generera energi.
Detta betyder inte att vilda djur har undkommit den förödande effekten av Tjernobyl-katastrofen. Vissa forskare tvivlar generellt på att djurpopulationen har ökat i uteslutningszonen. Många ryggradslösa djur, inklusive fjärilar och spindlar, ses sällan i de mest angripna områdena. Till skillnad från vandrande vargar och rådjur lever och ryggradslösa djur på ett mycket begränsat utrymme, och därför tvingas de stanna på mycket infekterade platser.
Svalorna där visade sig ha en mindre hjärna- och näbbdeformitet. Anledningen till denna typ av mutationer anses vara radioaktiv kontaminering, medan andra experter tror att orsaken till detta faktiskt kan vara en minskning av mänsklig aktivitet (svalor, som duvor, samexisterar bra med människor). Eftersom ökningen av strålningsnivåerna inträffade i samma ögonblick när människor lämnade Tjernobylzonen är det svårt att säga vilken faktor - frånvaron av en person eller långvarig exponering för strålning - som orsakade dessa förändringar.
Blandade effekter av denna typ noteras ofta i observationer och naturliga experiment, som utgör huvuddelen av den vetenskapliga litteraturen om Tjernobyl-katastrofen, och det finns inte så många data som kan hjälpa till att lösa befintliga problem. Så vi vet till exempel väldigt lite om cancer, om generiska effekter, genetiska mutationer (allt detta uppstår till följd av långvarig, klassisk exponering för strålning) i vilda djur i Tjernobylzonen.
Historien om uteslutningszonen i Tjernobyl efter katastrofen verkar vara ganska komplicerad, men situationen där är inte så dyster som många förutspådde i slutet av 1980-talet. Vilda djur har en enorm kapacitet att absorbera och svara på en katastrof.
Men denna anmärkningsvärda förmåga har sina nackdelar. Inte ett enda ekosystem har kunnat återhämta sig helt efter en katastrof som är jämförbar i skala med Tjernobyl. Istället sker en process av förändring och anpassning. Mänsklig påverkan och klimatförändringar, två stora nya miljöutmaningar i vår tid, kommer sannolikt att ha effekter som är likartade i komplexitet och oförutsägbarhet.
Vissa arter, inklusive råttor och svalor, kommer att kunna anpassa sig, de kommer att vara fina och till och med trivas. Medan andra, som elefanter och bison, inte kommer att kunna anpassa sig eller upphör att existera helt. Vi har inte tillräckligt med kunskap för att skydda de flesta arter på ett eller annat sätt. Den fantastiska andra chansen i livet för djur i Tjernobyl-uteslutningszonen är ett bevis på hur oförutsägbar utveckling kan vara.
Brittney Borowiec