切爾諾貝爾綠色樹蛙快速演化變黑　助適應高核輻射污染環境

1986 年切爾諾貝爾核電廠 4 號反應堆事故，是人類歷史上最嚴重的核事故，當中釋出的高劑量放射性物質，對環境和人口都有深遠影響——三十多年後的今日，切爾諾貝爾附近仍不適合人類居住，但當地已成為歐洲其中一個最大的自然保護區，包括熊、狼和猞猁在內的各種瀕危物種都回到這裡棲息。

人類知道，輻射會破壞生物體內的遺傳物質並造成不良的基因突變。然而，越來越多的動物回歸切爾諾貝爾，是否代表牠們已適應了環境中的高度輻射污染呢？今年 8 月刊於《演化應用 (Evolutionary Applications) 》的研究就發現，當地原本螢光綠色的東方樹蛙 (Hyla orientalis) ，有部分變成了暗綠色，甚至是黑色以在高污染地區生存。

黑色素防輻射

團隊早在 2016 年已於切爾諾貝爾受損核反應堆附近，發現了幾隻帶不尋常黑色的東方樹蛙。黑色皮膚由黑色素增多造成，而這種色素本來就可以減少陽光紫外線輻射對健康的負面影響，而其保護作用也可以延伸到核輻射這類電離輻射——過去在真菌中做的研究已發現，黑色素能吸收和消除部分輻射能量，同時可以清除和中和細胞內的電離分子，例如活性氧。這些行為降低了暴露於輻射的個體繼續遭受細胞損傷並增加其生存機會的可能性。

在 2017 年至 2019 年期間，團隊詳細檢查了烏克蘭北部不同地區東方樹蛙的顏色，並分析了在 12 個不同繁殖池中捕獲的 200 多隻雄性東方樹蛙的背部皮膚顏色。這些地方分佈在廣泛的放射性污染梯度上，當中包括全球最受核輻射污染的區域，以及切爾諾貝爾禁區以外的 4 個地點，並使用背景輻射水平作為對照。

結果表明，禁區內的樹蛙顏色比在禁區外的深色得多，但這種顏色差異與青蛙現時經歷的輻射水平無關。團隊指出，顏色差異源自事故發生時來自污染最嚴重區域內或附近的樹蛙典型特徵。

換言之，切爾諾貝爾的東方樹蛙最初可能經歷了一個應對輻射污染的快速演化過程。在這種情況下，那些在事故發生時顏色較深的青蛙，受到黑色素的保護作用，然後更成功地存活、繁殖下一代。

自從事故發生以來，東方樹蛙已經經歷了十多代，而非常快的自然選擇過程可以解釋為何這些黑色東方樹蛙現在是切爾諾貝爾禁區內主要的物種。

團隊在 The Conversation 撰文指出，是次研究是更了解黑色素在受核污染影響環境中的保護作用首步。同時，這亦為核廢料管理和太空探索等不同領域的相關研發和應用打開了大門。團隊又希望俄烏戰事能夠盡快結束，讓國際科學界能安全地研究切爾諾貝爾生態系統的演化和野化過程。

來源：

The Conversation, Chernobyl black frogs reveal evolution in action

報告：
Burraco, P. & Orizaola, G. (2022). Ionizing radiation and melanism in Chornobyl tree frogs. Evolutionary Applications. doi: 10.1111/eva.13476

文／AC