Vào ngày 26 tháng 4 năm 1986, lò phản ứng hạt nhân Chernobyl ở miền Bắc Ukraina—khi đó thuộc Liên Xô—đã phát nổ, tạo ra một cột bức xạ khổng lồ vươn lên bầu trời. Gần bốn thập kỷ sau thảm họa này, nhà máy điện Chernobyl và nhiều khu vực xung quanh vẫn không có người sinh sống—ít nhất là không có con người. Trong khi đó, động vật mọi loại lại phát triển mạnh mẽ trong sự vắng mặt của nhân loại. Sống giữa những loài sinh vật chống chịu bức xạ là hàng ngàn chú chó hoang, nhiều trong số đó là hậu duệ của những con thú cưng bị bỏ lại trong cuộc di tản gấp gáp cách đây rất nhiều năm. Khi thảm họa hạt nhân tồi tệ nhất thế giới tiến gần đến kỷ niệm 40 năm, các nhà sinh học đang chú ý nhiều hơn đến những động vật sống trong vùng Cấm Chernobyl (CEZ), khu vực có kích thước tương đương với Công viên Quốc gia Yosemite, để điều tra xem hàng thập kỷ tiếp xúc với bức xạ có thể đã thay đổi bộ gen của động vật như thế nào—và thậm chí có thể thúc đẩy quá trình tiến hóa.
Các nhà khoa học từ Đại học Nam Carolina và Viện Nghiên cứu Genomes con người Quốc gia đã bắt đầu phân tích DNA của 302 chú chó hoang tìm thấy trong hoặc xung quanh CEZ để hiểu rõ hơn cách mà bức xạ có thể đã làm biến đổi bộ gen của chúng. Kết quả nghiên cứu được công bố trong tạp chí Science Advances vào năm 2023. “Liệu chúng có các đột biến mà chúng đã tích lũy cho phép chúng sống và sinh sản thành công trong khu vực này không?” Elaine Ostrander, một chuyên gia về genomics chó tại Viện Nghiên cứu Genomes con người Quốc gia, đã cho biết trong cuộc phỏng vấn với The New York Times. “Chúng phải đối mặt với những thách thức gì và làm thế nào chúng đã thích nghi về mặt di truyền?”
Ý tưởng về việc bức xạ có thể thúc đẩy quá trình tiến hóa tự nhiên không phải là điều mới lạ. Thực tế, việc chiếu xạ có chủ đích lên hạt giống trong không gian nhằm tạo ra các đột biến có lợi đã trở thành phương pháp phổ biến để phát triển cây trồng phù hợp với thế giới đang nóng lên. Các nhà khoa học đã phân tích một số động vật sống trong CEZ trong nhiều năm qua, bao gồm vi khuẩn, chuột và thậm chí cả chim. Một nghiên cứu vào năm 2016 đã phát hiện ra rằng những con ếch cây phương Đông (Hyla orientalis), thường có màu xanh, lại phổ biến hơn với màu đen trong CEZ. Các nhà sinh học lý thuyết rằng những con ếch này đã trải qua một đột biến có lợi trong melanin—chất tạo màu cho da—giúp chúng phân tán và trung hòa một phần bức xạ xung quanh.
Điều này đã khiến các nhà khoa học tự hỏi: liệu điều gì đó tương tự có đang diễn ra với những chú chó hoang ở Chernobyl? Nghiên cứu cho thấy rằng những chú chó hoang sống gần nhà máy điện Chernobyl có sự khác biệt di truyền rõ rệt so với những chú chó sống cách đó chỉ khoảng 16 km ở thành phố Chernobyl. Mặc dù điều này có vẻ như ngụ ý rằng những chú chó này đã trải qua một loại đột biến hoặc tiến hóa nhanh chóng nào đó do bức xạ gây ra, nhưng nghiên cứu này chỉ là bước khởi đầu để chứng minh giả thuyết đó.
Tuy nhiên, một nhà khoa học môi trường, khi nói chuyện với Science News, cho biết những nghiên cứu này có thể gặp khó khăn, chủ yếu vì việc phân biệt các đột biến do bức xạ gây ra với các yếu tố khác, như inbreeding, là vô cùng khó khăn. Trong thời gian kể từ khi nghiên cứu ban đầu được công bố, các nhà nghiên cứu khác đã tìm hiểu về câu hỏi này và đưa ra các kết quả cạnh tranh. Thực tế, một nghiên cứu được công bố gần hai năm sau khẳng định rằng chúng ta có thể loại bỏ bức xạ khỏi danh sách các giải thích cho tình trạng hiện tại của quần thể chó Chernobyl. Nghiên cứu này, được công bố trong tạp chí PLOS One từ các nhà khoa học thuộc Đại học bang Bắc Carolina và Trường Y tế Công cộng Mailman thuộc Đại học Columbia ở New York, đã phân tích gen ở cấp độ nhiễm sắc thể, cấp độ bộ gen, và thậm chí cả nucleotide của những chú chó Chernobyl, và không phát hiện bất kỳ bất thường nào cho thấy có sự đột biến do bức xạ.
Để xác lập một cơ sở so sánh, nhóm nghiên cứu đã so sánh bộ gen của những chú chó thành phố Chernobyl cách CEZ 16 km với những chú chó tìm thấy tại các khu vực ở Nga, Ba Lan và các nước lân cận khác. Sau khi xác định rằng các quần thể này có sự tương đồng di truyền, họ đã sử dụng những chú chó thành phố Chernobyl làm mẫu kiểm soát cho nghiên cứu của mình. Tất nhiên, nhiệm vụ này không dễ dàng, vì đã có hơn vài chục thế hệ chó trôi qua kể từ những chú cún con chứng kiến sự cố Chernobyl vào năm 1986. “Chúng tôi biết rằng, ví dụ, sự tiếp xúc với liều bức xạ cao có thể gây ra sự không ổn định ở cấp độ nhiễm sắc thể trở xuống,” Matthew Breen, tác giả chính của nghiên cứu từ Đại học bang Bắc Carolina, cho biết trong một thông cáo báo chí. “Trong khi quần thể chó này đã cách xa 30 thế hệ hoặc hơn so với quần thể có mặt trong thảm họa năm 1986, các đột biến sẽ vẫn có thể được phát hiện nếu chúng mang lại lợi thế sinh tồn cho những chú chó đó. Nhưng chúng tôi không tìm thấy bất kỳ bằng chứng nào như vậy ở những chú chó này.”
Mặc dù vậy, nghiên cứu năm 2023 vẫn cung cấp một khuôn mẫu cho các cuộc điều tra thêm về tác động của bức xạ lên các động vật có vú lớn hơn, khi DNA của những chú chó lang thang quanh nhà máy điện Chernobyl và thành phố Chernobyl có thể được so sánh với những chú chó sống ở các khu vực không bị bức xạ. Dù hiện tại chưa có kết luận chính xác, nghiên cứu lại một lần nữa cho thấy một khu vực mà—về lý thuyết—nên là một vùng đất hoang đã trở thành một cơ hội khoa học vô song để hiểu về bức xạ và ảnh hưởng của nó đến quá trình tiến hóa tự nhiên.
Nguồn tham khảo: https://www.popularmechanics.com/science/animals/a64969223/chernobyl-dogs-dna-rapid-evolution/
Các nhà khoa học từ Đại học Nam Carolina và Viện Nghiên cứu Genomes con người Quốc gia đã bắt đầu phân tích DNA của 302 chú chó hoang tìm thấy trong hoặc xung quanh CEZ để hiểu rõ hơn cách mà bức xạ có thể đã làm biến đổi bộ gen của chúng. Kết quả nghiên cứu được công bố trong tạp chí Science Advances vào năm 2023. “Liệu chúng có các đột biến mà chúng đã tích lũy cho phép chúng sống và sinh sản thành công trong khu vực này không?” Elaine Ostrander, một chuyên gia về genomics chó tại Viện Nghiên cứu Genomes con người Quốc gia, đã cho biết trong cuộc phỏng vấn với The New York Times. “Chúng phải đối mặt với những thách thức gì và làm thế nào chúng đã thích nghi về mặt di truyền?”
Ý tưởng về việc bức xạ có thể thúc đẩy quá trình tiến hóa tự nhiên không phải là điều mới lạ. Thực tế, việc chiếu xạ có chủ đích lên hạt giống trong không gian nhằm tạo ra các đột biến có lợi đã trở thành phương pháp phổ biến để phát triển cây trồng phù hợp với thế giới đang nóng lên. Các nhà khoa học đã phân tích một số động vật sống trong CEZ trong nhiều năm qua, bao gồm vi khuẩn, chuột và thậm chí cả chim. Một nghiên cứu vào năm 2016 đã phát hiện ra rằng những con ếch cây phương Đông (Hyla orientalis), thường có màu xanh, lại phổ biến hơn với màu đen trong CEZ. Các nhà sinh học lý thuyết rằng những con ếch này đã trải qua một đột biến có lợi trong melanin—chất tạo màu cho da—giúp chúng phân tán và trung hòa một phần bức xạ xung quanh.
Điều này đã khiến các nhà khoa học tự hỏi: liệu điều gì đó tương tự có đang diễn ra với những chú chó hoang ở Chernobyl? Nghiên cứu cho thấy rằng những chú chó hoang sống gần nhà máy điện Chernobyl có sự khác biệt di truyền rõ rệt so với những chú chó sống cách đó chỉ khoảng 16 km ở thành phố Chernobyl. Mặc dù điều này có vẻ như ngụ ý rằng những chú chó này đã trải qua một loại đột biến hoặc tiến hóa nhanh chóng nào đó do bức xạ gây ra, nhưng nghiên cứu này chỉ là bước khởi đầu để chứng minh giả thuyết đó.
Tuy nhiên, một nhà khoa học môi trường, khi nói chuyện với Science News, cho biết những nghiên cứu này có thể gặp khó khăn, chủ yếu vì việc phân biệt các đột biến do bức xạ gây ra với các yếu tố khác, như inbreeding, là vô cùng khó khăn. Trong thời gian kể từ khi nghiên cứu ban đầu được công bố, các nhà nghiên cứu khác đã tìm hiểu về câu hỏi này và đưa ra các kết quả cạnh tranh. Thực tế, một nghiên cứu được công bố gần hai năm sau khẳng định rằng chúng ta có thể loại bỏ bức xạ khỏi danh sách các giải thích cho tình trạng hiện tại của quần thể chó Chernobyl. Nghiên cứu này, được công bố trong tạp chí PLOS One từ các nhà khoa học thuộc Đại học bang Bắc Carolina và Trường Y tế Công cộng Mailman thuộc Đại học Columbia ở New York, đã phân tích gen ở cấp độ nhiễm sắc thể, cấp độ bộ gen, và thậm chí cả nucleotide của những chú chó Chernobyl, và không phát hiện bất kỳ bất thường nào cho thấy có sự đột biến do bức xạ.
Để xác lập một cơ sở so sánh, nhóm nghiên cứu đã so sánh bộ gen của những chú chó thành phố Chernobyl cách CEZ 16 km với những chú chó tìm thấy tại các khu vực ở Nga, Ba Lan và các nước lân cận khác. Sau khi xác định rằng các quần thể này có sự tương đồng di truyền, họ đã sử dụng những chú chó thành phố Chernobyl làm mẫu kiểm soát cho nghiên cứu của mình. Tất nhiên, nhiệm vụ này không dễ dàng, vì đã có hơn vài chục thế hệ chó trôi qua kể từ những chú cún con chứng kiến sự cố Chernobyl vào năm 1986. “Chúng tôi biết rằng, ví dụ, sự tiếp xúc với liều bức xạ cao có thể gây ra sự không ổn định ở cấp độ nhiễm sắc thể trở xuống,” Matthew Breen, tác giả chính của nghiên cứu từ Đại học bang Bắc Carolina, cho biết trong một thông cáo báo chí. “Trong khi quần thể chó này đã cách xa 30 thế hệ hoặc hơn so với quần thể có mặt trong thảm họa năm 1986, các đột biến sẽ vẫn có thể được phát hiện nếu chúng mang lại lợi thế sinh tồn cho những chú chó đó. Nhưng chúng tôi không tìm thấy bất kỳ bằng chứng nào như vậy ở những chú chó này.”
Mặc dù vậy, nghiên cứu năm 2023 vẫn cung cấp một khuôn mẫu cho các cuộc điều tra thêm về tác động của bức xạ lên các động vật có vú lớn hơn, khi DNA của những chú chó lang thang quanh nhà máy điện Chernobyl và thành phố Chernobyl có thể được so sánh với những chú chó sống ở các khu vực không bị bức xạ. Dù hiện tại chưa có kết luận chính xác, nghiên cứu lại một lần nữa cho thấy một khu vực mà—về lý thuyết—nên là một vùng đất hoang đã trở thành một cơ hội khoa học vô song để hiểu về bức xạ và ảnh hưởng của nó đến quá trình tiến hóa tự nhiên.
Nguồn tham khảo: https://www.popularmechanics.com/science/animals/a64969223/chernobyl-dogs-dna-rapid-evolution/
