На первый взгляд, озеро Глыбокое с его зеркальной гладью воды и живописными берегами представляется земным раем. Дикие кабаны бросаются врассыпную прямо из-под ног, косули стремительными прыжками прокладывают себе дорогу в зарослях сочной, высокой травы, множество цапель и лебедей кормятся на отмелях. Но на горизонте маячит силуэт Припяти, города-призрака, покинутого своим 45-тысячным населением. А вот и красно-белая полосатая башня всемирно известного 4-го реактора Чернобыльской атомной станции, на котором девять с лишним лет назад произошла авария. Так что это отнюдь не райский уголок: Глыбокое - одно из самых радиоактивных озер в мире.
Без сомнения, величайшая в истории ядерная катастрофа стала огромной человеческой трагедией. Более двух лет назад в Украину для изучения дикой природы в окрестностях Чернобыля прибыла группа исследователей из лаборатории экологии степных рек университета города Джорджия (США), экипированная респираторами, дозиметрами и защитной одеждой.
Роберт Бейкер из Техасского технологического университета, входящий в состав группы, представил данные, свидетельствующие о том, что у полевых мышей, живущих в чернобыльской зоне, наблюдается невероятно высокая скорость эволюционных изменений. Он утверждает, что количество этих изменений, зафиксированных у отдельных видов животных после чернобыльской катастрофы, превышает количество изменений, которые в нормальных условиях возникают за период в 10 миллионов лет.
Изменяющаяся жизнь... Исследование механизмов приспособления и эволюционирования таких маленьких созданий, как чернобыльские полевые мыши, является частью научной дисциплины, называемой эволюционной токсикологией и исследующей влияние радиоактивного и химического загрязнения на изменения видов живых существ. «Человек отклоняется от своего эволюционного пути: через 200 лет у него может оказаться организм, достаточно сильно отличающийся в генетическом плане от нашего», - заявил Джон Бикхэм из Техасского университета.
Более 5 млн. акров плодородных земель оказались радиоактивными и после катастрофы на ЧАЭС, более 160 тысяч человек были вынуждены покинуть свои дома. Катастрофа привела также к немедленной гибели 1 500 акров окрестных лесов. (Сосны обладают особо крупными хромосомами и поэтому отличаются повышенной чувствительностью к радиации.) Ученые отмечали появление чудовищных уродств у диких животных, а также массовый мор насекомых и червей, обитавших в подстилке леса. Животные с двумя и тремя головами стали обыденностью.
Сейчас большая часть первичной радиоактивности исчезла. Радионуклиды с коротким периодом полураспада, такие, как радиоактивный йод, полностью распались, а долгоживущие изотопы - плутоний, радиоактивные цезий и стронций осели глубоко в почве, утверждает Ричард Нильсон, физик из Гарвардского университета, эксперт по Чернобылю. Однако еще остаются участки с высоким уровнем загрязненности, и, кроме того, радиоактивные изотопы продолжают циркулировать по пищевым цепочкам. Грибы и ягоды вызывают отчаянный визг счетчиков Гейгера. А кабаны, косули и мыши, отловленные в зоне, показали высокое содержание радиоактивного цезия в мышечной ткани и радиоактивного стронция - в костной.
Многообразие дикой жизни в зоне вызывает изумление, особенно с учетом того, что уже известно биологам о воздействии радиации. Действительно, исследование клеток животных из Чернобыльской зоны противоречит общепризнанному утверждению, что животные неспособны приспособиться к большой скорости генетических изменений. И вот почему: широкомасштабное изучение последствий бомбардировки Хиросимы и лабораторные исследования времен холодной войны показали, что радиоактивное облучение приводит к разрывам хромосом и перекручиванию двойной спирали ДНК, которая содержит матрицу для синтеза белка. В большинстве случаев генетическое повреждение служит для клетки сигналом к запрограммированной смерти, если только репаративные ферменты не восстанавливают целостность генетического кода. Проблемы возникают тогда, когда дефекты остаются необнаруженными или когда их исправление происходит неправильно, в этом случае и возникают мутации. Они, в свою очередь, вызывают врожденные дефекты у потомства и возникновение раковых опухолей. Но еще опаснее то, что клетки-мутанты продуцируют дефектный белок, а это имеет огромное значение для иммунной системы.
Хотя чернобыльские мыши внешне не похожи на «мутантов», при более тщательном изучении у них обнаруживаются множественные разрывы ДНК и феноменально высокая частота мутаций. Бейкер и Рон Ван Ден Буш в Техасском технологическом проанализировали ДНК пяти полевок из зоны радиоактивного заражения и сравнили их с ДНК полевок, живущих за пределами зоны. В поисках следов генетических мутаций они исследовали ген цитохрома b, так как он переходит непосредственно от матери к потомству и изменяется очень медленно, и ученые используют его как своеобразные «генетические часы» для определения относительной генетической изменчивости. Как и ожидалось, у полевок из нерадиоактивной зоны ген цитохрома b имел практически одинаковую структуру. А вот у чернобыльских мышей и структура гена, и сам белок у всех пяти животных имели существенные различия. Причем разница в строении генов двух чернобыльских полевок оказалась существеннее, чем разница между генами обычной мыши и крысы, представителей двух видов, дивергировавших более 15 млн. лет назад.
Каковы пределы приспособляемости? В ходе эволюции млекопитающих частота спонтанной мутации одной буквы генетического кода оценивается как 1 на миллиард поколений, говорит Дэвид Хиллис, который занимается изучением молекулярной эволюции в Техасском университете в городе Остин. Но в окрестностях Чернобыля частота мутирования гена цитохрома b достигает 1 на 10 000. Возникает важный вопрос: сопоставима ли частота мутаций, наблюдаемая в гене цитохрома b, с частотой мутаций в других генах? «Если такая же частота мутаций наблюдается во всем геноме животного, - говорит Хиллис, - то придется признать, что млекопитающие, в частности, обладают гораздо более высокой жизнестойкостью, чем это кто-либо мог даже предположить.»
И все же полностью оценить масштаб воздействия на мышиный организм такой высокой частоты мутирования пока еще не удается. Хотя популяция производит впечатление процветающей в чернобыльской зоне, отдельные особи, похоже, живут на пределе своих возможностей адаптации к стрессу и расплачиваются за нее сокращением продолжительности жизни, считает Чессер. Его лаборатория занята сейчас выяснением того, пришлось ли чернобыльским мышам увеличить свою сопротивляемость раковым заболеваниям путем максимальной инициации хорошо известного гена-супрессора новообразований под названием p53.
Совершенно очевидно, что людям из загрязненных районов приходится расплачиваться за катастрофу непомерной ценой раковых заболеваний и другими нарушениями функций, непосредственно связанных с генетическими мутациями и возникающими в первую очередь у тех, кто получил наибольшие дозы облучения. По сообщениям ученых, по всей Украине частота заболевания раком щитовидной железы увеличилась в 5 раз, а в прилегающих к зоне районах - в 30 раз. Повышение частоты самопроизвольных абортов и врожденных дефектов отмечено в Беларуси, но здесь первопричина этих патологий не так очевидна, считает Мартин Черняк, адъюнкт-профессор медицины и международного здравоохранения из Йельского университета. Исследователи также ожидают по крайней мере небольшое повышение заболеваемости лейкемией и другими злокачественными болезнями в ближайшие годы, но это также будет трудно непосредственно связать с Чернобылем. Человеческие потери вызывают взрыв эмоций у Чессера. «Результаты исследования чрезвычайно волнующи, но особую боль у меня вызывают судьбы пострадавших людей.»
Живописные окрестности Чернобыля в ближайшие годы обретут свою былую притягательность, но, по всей видимости, не для людей, а для более быстро адаптирующихся растений, насекомых и полевок.