Ranas negras de Chernobyl revelan la evolución en acción.

Los resultados de un nuevo estudio científico sugieren que las ranas de Chernobyl podrían haber sufrido un proceso de evolución rápida en respuesta a la radiación.

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Ranas de Chernobyl. Extremos del gradiente de color de la rana del este de San Antonio (Hyla orientalis). A la izquierda, un espécimen capturado en Chernobyl dentro de la zona de alta contaminación; a la derecha, un espécimen capturado fuera de la Zona de Exclusión. Crédito: Germán Orizaola/Pablo Burraco. ​

El accidente en el reactor cuatro de la central nuclear de Chernobyl en 1986 generó la mayor liberación de material radiactivo al medio ambiente en la historia de la humanidad. El impacto de la exposición aguda a altas dosis de radiación fue grave para el medio ambiente y la población humana. Pero más de tres décadas después del accidente, el lugar se ha convertido en una de las mayores reservas naturales de Europa. Una amplia gama de especies en peligro de extinción encuentran refugio allí hoy —incluidos osos, lobos y linces—.

La radiación puede dañar el material genético de los organismos vivos y generar mutaciones indeseables. Sin embargo, uno de los temas de investigación más interesantes en Chernobyl es intentar detectar si algunas especies realmente se están adaptando a vivir con la radiación. Al igual que con otros contaminantes, la radiación podría ser un factor selectivo muy fuerte, favoreciendo a los organismos con mecanismos que aumentan su supervivencia en áreas contaminadas con sustancias radiactivas.

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Vista del reactor 4 de la central nuclear de Chernobyl desde el lago Azbuchyn (Ucrania), 2019. Crédito: Germán Orizaola. ​

Protección de la melanina contra la radiación.

«Nuestro trabajo en Chernobyl comenzó en 2016. Ese año, cerca del reactor nuclear dañado, detectamos varias ranas arbóreas orientales (Hyla orientalis) con un tinte negro inusual. La especie normalmente tiene una coloración dorsal verde brillante, aunque ocasionalmente se pueden encontrar individuos más oscuros», explicó Germán Orizaola de la Universidad de Oviedo, coautor del estudio.

«La melanina es responsable del color oscuro de muchos organismos. Lo que es menos conocido es que esta clase de pigmentos también pueden reducir los efectos negativos de la radiación ultravioleta. Y su papel protector también puede extenderse a las radiaciones ionizantes, como se ha demostrado con los hongos», añadió.

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En 2020, los científicos han descubierto que un hongo que vive en la antigua planta nuclear de Chernobyl podría estar consumiendo radiación.​

La melanina absorbe y disipa parte de la energía de radiación. Además, puede capturar y neutralizar moléculas ionizadas dentro de la célula, como especies reactivas de oxígeno. Estas acciones hacen que sea menos probable que las personas expuestas a la radiación sufran daño celular y aumenten sus posibilidades de supervivencia.

El color de las ranas arborícolas de Chernobyl

Después de detectar las primeras ranas negras en 2016, los autores de la investigación decidieron estudiar el papel de la coloración de la melanina en la vida silvestre de Chernobyl. Entre 2017 y 2019, examinaron en detalle la coloración de las ranas arbóreas orientales en diferentes áreas del norte de Ucrania.

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Macho de rana de San Antonio oriental (Hyla orientalis) en un lugar fuera de la Zona de Exclusión de Chernobyl (Ucrania), 2019. Crédito: Germán Orizaola. ​

«Durante esos tres años analizamos la coloración de la piel dorsal de más de 200 ranas macho capturadas en 12 estanques de reproducción diferentes. Estas localidades se distribuyeron a lo largo de un amplio gradiente de contaminación radiactiva. Incluyeron algunas de las áreas más radiactivas del planeta, pero también cuatro sitios fuera de la Zona de Exclusión de Chernobyl y con niveles de radiación de fondo utilizados como control», precisó el coautor Pablo Burraco, investigador postdoctoral del programa Juan de la Cierva Incorporación de la Estación Biológica de Doñana (EBD-CSIC).

El trabajo resultante, publicado en Evolutionary Applications, reveló que las ranas arborícolas de Chernobyl tienen una coloración mucho más oscura que las ranas capturadas en áreas de control fuera de la zona.

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Área contaminada dentro de la Zona de Exclusión de Chernóbil (Ucrania). Crédito: ArcticCynda.​

«Como descubrimos en 2016, algunos son completamente negros. Esta coloración no tiene relación con los niveles de radiación que experimentan las ranas en la actualidad y que podemos medir en todos los individuos. La coloración oscura es típica de las ranas que se encuentran dentro o cerca de las áreas más contaminadas en el momento del accidente», dijo Burraco.

Respuestas evolutivas en Chernobyl

Todo esto pone de manifiesto que las ranas del lugar del accidente nuclear podrían haber sufrido un proceso de evolución rápida en respuesta a la radiación.

«En este escenario, aquellas ranas de coloración más oscura en el momento del accidente, que normalmente representan una minoría en sus poblaciones, se habrían visto favorecidas por la acción protectora de la melanina», señaló Orizaola.

Las ranas oscuras habrían sobrevivido mejor a la radiación y se habrían reproducido con más éxito. Han pasado más de diez generaciones de ranas desde el accidente y un proceso clásico, aunque muy rápido, de selección natural puede explicar por qué estas ranas oscuras son ahora el tipo dominante para las especies dentro de la Zona de Exclusión de Chernobyl.

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Gradiente de coloración de la rana Hyla orientalis en el norte de Ucrania. Crédito: Germán Orizaola/Paul Burraco, CC BY-SA.​

El estudio de estas ranas negras constituye un primer paso para comprender mejor el papel protector de la melanina en entornos afectados por la contaminación radiactiva. Además, abre las puertas a aplicaciones prometedoras en campos tan diversos como la gestión de residuos nucleares y la exploración espacial.

«Esperamos que la guerra actual en Ucrania termine pronto y que la comunidad científica internacional pueda volver a estudiar, junto con nuestros colegas ucranianos, los fascinantes procesos evolutivos y de reconstrucción de los ecosistemas de Chernobyl», concluyeron los investigadores.

Fuente: https://theconversation.com/chernobyl-black-frogs-reveal-evolution-in-action-191034