Câinii din Cernobîl prezintă semne genetice ale selecției

La câinii care trăiesc în apropierea Centralei Nucleare de la Cernobîl au fost descoperite particularități genetice care pot fi asociate cu selecția naturală într-un mediu poluat. Cercetătorii de la Universitatea de Stat din Carolina de Nord au studiat genomurile animalelor și au identificat semne de selecție în peste 100 de regiuni ADN. Lucrarea a fost publicată în revista Genes.

Prin ce se deosebesc câinii de la centrală

Într-un studiu anterior, oamenii de știință au comparat două grupuri de câini fără stăpân. Unul trăiește chiar în apropierea Centralei Nucleare de la Cernobîl, iar celălalt — în orașul Cernobîl, la aproximativ 16 km de centrală.

Din punct de vedere genetic, animalele din oraș s-au dovedit a fi asemănătoare câinilor din Rusia, Polonia și regiunile învecinate. La animalele de pe teritoriul centralei au fost identificate diferențe semnificative, inclusiv în regiuni ale genomului asociate cu repararea ADN-ului deteriorat.

«Această lucrare ajută la clarificarea întrebărilor rămase după studiul nostru anterior. Studiind structura genetică a populației, am descoperit că cele două grupuri de câini care trăiesc foarte aproape unul de celălalt diferă mult din punct de vedere genetic. Totodată, aceste diferențe nu sunt explicate de mutații», — a declarat Megan Dillon, cercetătoare la Colegiul de Medicină Veterinară al Universității de Stat din Carolina de Nord.

Acum echipa a decis să afle care este cauza diferențelor — selecția naturală sau deriva genetică.

Selecție sau întâmplare

În cazul selecției naturale, particularitățile ereditare care ajută la supraviețuire și reproducere în anumite condiții devin, în timp, mai răspândite. În cazul selecției direcționale, populația evoluează treptat spre anumite avantaje care sunt deosebit de importante într-un mediu concret.

Deriva genetică funcționează diferit. Ea este legată de modificări întâmplătoare ale frecvenței variantelor genetice, care se pot fixa chiar și fără a oferi beneficii pentru supraviețuire. Acest proces este deosebit de vizibil în populațiile mici și izolate.

Pentru a separa influența izolării de cea a mediului înconjurător, oamenii de știință au comparat datele despre câinii de la Cernobîl cu genomurile câinilor care se reproduc liber din Europa de Est și ale unei populații izolate din Insulele Galapagos.

Deși populația din apropierea centralei este mică, dimensiunea sa efectivă — un indicator al numărului de animale care transmit efectiv genele generației următoare — nu a diferit semnificativ de cea a grupului din oraș. La câinii din apropierea centralei nu au fost depistate nici semne ale reducerii diversității genetice, așteptate în cazul unei derive genetice pronunțate.

Totodată, particularitățile lor genetice se deosebeau semnificativ de cele ale altor populații izolate. Câinii din orașul Cernobîl, dimpotrivă, s-au dovedit a fi mai apropiați genetic de animalele din Insulele Galapagos decât de vecinii lor de pe teritoriul centralei.

Ce gene au atras atenția oamenilor de știință

Analiza a identificat semne de selecție direcționată în peste 100 de regiuni ale genomului câinilor din apropierea centralei. Genele situate în apropiere participă la procese asociate cu dezvoltarea cancerului, copierea și repararea ADN-ului, diviziunea celulară și funcționarea sistemului imunitar.

«Nu putem afirma cu certitudine că particularitățile descoperite confirmă fără echivoc selecția naturală. Totuși, semnele genetice identificate indică o asemenea posibilitate. Aceste regiuni sunt asociate cu procese biologice care ar putea ajuta animalele să facă față efectelor substanțelor toxice din mediu», — a remarcat Dillon.

Coautorul studiului, Matthew Breen, a subliniat că efectele vieții într-o zonă poluată nu constau neapărat în apariția unor noi modificări genetice.

«Este posibil ca animalele care au supraviețuit expunerii inițiale la poluanți să fi avut deja diversitate genetică și variante de gene care le-au sporit șansele de supraviețuire», — a presupus cercetătorul.

El a adăugat că aceasta este, deocamdată, o ipoteză, iar semnele de selecție identificate nu demonstrează, prin ele însele, că câinii au dobândit o rezistență deosebită la radiații.

Autorii consideră că rezultatele vor ajuta la o mai bună înțelegere a modului în care selecția naturală influențează populațiile dintr-un mediu poluat.