Rãs de Chernobyl produzem mais melanina para se proteger de radiação

O acidente no reator quatro da Usina Nuclear de Chernobyl, em 1986, gerou a maior liberação de material radioativo no meio ambiente na história da humanidade. O impacto da exposição aguda a altas doses de radiação foi extremamente forte para o meio ambiente e para a população humana. Entretanto, mais de três décadas após o acidente, Chernobyl tornou-se uma das maiores reservas naturais da Europa. Uma gama diversificada de espécies ameaçadas encontram refúgio no local, incluindo ursos, lobos e linces.

A radiação pode danificar o material genético dos organismos vivos e gerar mutações indesejáveis. No entanto, uma das pesquisas mais interessantes em Chernobyl é tentar detectar se algumas espécies estão realmente se adaptando e vivendo com a radiação. Assim como outros poluentes, a radiação pode ser um fator seletivo muito forte, favorecendo organismos com mecanismos que aumentam sua sobrevivência em áreas contaminadas.

Proteção da melanina contra a radiação

Nosso trabalho em Chernobyl começou em 2016. Naquele ano, perto do reator nuclear danificado, detectamos vários rãs orientais (Hyla orientalis) com uma tonalidade preta incomum. A espécie normalmente tem uma coloração dorsal verde brilhante, embora ocasionalmente possam ser encontrados indivíduos mais escuros.

A melanina é responsável pela cor escura de muitos organismos. O que poucos sabem, é que essa classe de pigmentos também pode reduzir os efeitos negativos da radiação ultravioleta. Seu papel protetor também pode se estender à radiação ionizante, como foi demonstrado com fungos. A melanina absorve e dissipa parte da energia da radiação. Além disso, pode eliminar e neutralizar moléculas ionizadas dentro da célula, como espécies reativas de oxigênio. Essas ações tornam menos provável que indivíduos expostos à radiação sofram danos celulares e aumentem suas chances de sobrevivência.

A cor das rãs de árvore de Chernobyl

Depois de detectar as primeiras rãs pretas em 2016, decidimos estudar o papel da coloração da melanina na vida selvagem de Chernobyl. Entre 2017 e 2019, examinamos em detalhes a coloração das rãs orientais em diferentes áreas do norte da Ucrânia.

Durante esses três anos analisamos a coloração dorsal da pele de mais de 200 rãs machos capturadas em 12 viveiros diferentes. Essas localidades estavam distribuídas ao longo de um amplo grau de contaminação radioativa. Incluímos algumas das áreas mais contaminadas do planeta, mas também quatro locais fora da Zona de Exclusão de Chernobyl e com níveis de radiação de fundo usados ​​como controles.

Nosso trabalho revela que as rãs de Chernobyl têm uma coloração muito mais escura do que as capturadas em áreas de controle fora da zona. Como descobrimos em 2016, alguns são escuros como a noite. Esta coloração não está relacionada com os níveis de radiação que as rãs experimentam hoje e que podemos medir em todos os indivíduos. A coloração escura é típica de rãs de dentro ou perto das áreas mais contaminadas no momento do acidente.

Respostas evolutivas em Chernobyl

Os resultados do nosso estudo sugerem que as rãs de Chernobyl podem ter passado por um processo de rápida evolução em resposta à radiação. Nesse cenário, aquelas rãs com coloração mais escura no momento do acidente, que normalmente representam uma minoria em suas populações, teriam sido favorecidas pela ação protetora da melanina.

As rãs escuras teriam sobrevivido melhor à radiação e se reproduzido com mais sucesso. Mais de dez gerações de rãs passaram desde o acidente e um processo clássico, embora muito rápido, de seleção natural pode explicar por que essas rãs escuras são agora o tipo dominante para as espécies dentro da Zona de Exclusão de Chernobyl.

O estudo dessas rãs constitui um primeiro passo para melhor compreender o papel protetor da melanina em ambientes afetados pela contaminação radioativa. Além disso, abre as portas para aplicações promissoras em campos tão diversos como gestão de resíduos nucleares e exploração espacial.

Esperamos que a atual guerra na Ucrânia termine em breve e que a comunidade científica internacional possa voltar a estudar, junto com nossos colegas ucranianos, os fascinantes processos evolutivos e de renaturalização dos ecossistemas de Chernobyl.

Orizaola alemã é pesquisador na área de zoologia, no Departamento de Biologia de Organismos e Sistemas da Universidade de Oviedo, na Espanha. Pablo Burraco é pesquisador de pós-doutorado, na Estação Biológica de Doñana, também na Espanha.