3 loài đột biến gây ngỡ ngàng ở vùng cấm hạt nhân Chernobyl

Sàn nhà ngổn ngang mặt nạ chống độc sau thảm họa hạt nhân Chernobyl. Ảnh: Getty

Ngày 26/4/1986, thảm họa ập đến một thị trấn nhỏ nằm giữa biên giới Ukraine và Belarus (thời điểm đó thuộc Liên Xô), khi vụ nổ lò phản ứng hạt nhân xảy ra ở nhà máy điện hạt nhân Chernobyl. Hàng trăm nghìn người bị ảnh hưởng và môi trường xung quanh bị tàn phá nặng nề.

Nhưng gần 40 năm sau, điều kỳ lạ đã xảy ra. Vùng cấm hạt nhân Chernobyl (CEZ), một khu vực rộng khoảng 2.600 km² xung quanh nhà máy hạt nhân Chernobyl, dần trở thành một trong những "phòng thí nghiệm" khoa học lớn nhất thế giới để nghiên cứu ảnh hưởng lâu dài của phóng xạ.

Sói Chernobyl: Bí mật của kẻ săn mồi

Chó sói, những kẻ săn mồi đứng đầu chuỗi thức ăn, là một trong những sinh vật tiêu biểu cho sự thích nghi phi thường tại vùng cấm hạt nhân Chernobyl - CEZ.

Theo các nhà nghiên cứu, phân tích quần thể sói trong CEZ rất đáng chú ý vì chúng là động vật săn mồi đứng đầu trong chuỗi thức ăn. Trong hệ sinh thái thông thường, đây là vị trí "đặc quyền" vì khi ấy sói không bị săn bởi kẻ săn mồi tự nhiên, có nguồn thức ăn phong phú, không bị cạnh tranh. Tuy nhiên, trong một hệ sinh thái ngập tràn phóng xạ, "đặc quyền" ấy lại trở thành mối nguy. Khi đó, sói buộc phải ăn những con mồi đã bị nhiễm phóng xạ mức cao, do trước đó các con mồi này đã ăn thực vật hoặc côn trùng bị nhiễm xạ.

Điều này dường như cho thấy quần thể sói trong CEZ sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng và suy giảm do phóng xạ, nhưng thực tế điều ngược lại đã xảy ra. Theo một chuyên gia của Đại học Princeton (Mỹ), mật độ sói trong CEZ cao gấp 7 lần so với các khu vực bảo tồn động vật hoang dã lân cận ở Belarus.

Diễn ra trong một thập kỷ (2014-2024), nghiên cứu của 2 nhà sinh vật học Cara Love và Shane Campbell-Stanton thuộc Đại học Princeton phần nào giúp tìm ra nguyên nhân của thực tế trên ở đàn sói Chernobyl. Bí mật được cho là nằm trong gene của loài sói ở CEZ.

Năm 2014, nhóm nghiên cứu của Đại học Princeton đã gắn vòng cổ có định vị GPS và máy đo phóng xạ cho những con sói ở CEZ để nghiên cứu phản ứng của quần thể này với phóng xạ. Họ phát hiện, những con sói này thường xuyên bị phơi nhiễm mức phóng xạ gấp 6 lần giới hạn cho phép đối với con người.

Hai nhà sinh vật học Love và Campbell-Stanton đưa ra giả thuyết rằng những con sói đang trải qua một dạng chọn lọc tự nhiên nhanh chóng, có khả năng do sự thay đổi môi trường xung quanh chúng.

Quần thể sói ở vùng cấm hạt nhân Chernobyl phát triển mạnh. Ảnh minh họa: Live Qurious

Một số con sói trong CEZ mang gene giúp chúng kháng ung thư tốt hơn những con khác. Mặc dù vẫn mắc ung thư với tỷ lệ tương tự, nhưng những con sói kháng ung thư dường như ít bị ảnh hưởng hơn từ phóng xạ, cho phép chúng truyền lại những gene này cho thế hệ sau.

"Những vùng tiến hóa nhanh nhất trong bộ gene của sói ở CEZ tập trung vào các gene liên quan đến phản ứng miễn dịch chống ung thư", nhà sinh vật học Campbell-Stanton nói.

Ngoài yếu tố di truyền, sự vắng mặt của con người trong khu vực cũng góp phần quan trọng. Không bị săn bắn hay chịu áp lực từ hoạt động của con người, quần thể sói đã phát triển mạnh mẽ, trở thành ví dụ sống động cho sự tái sinh của tự nhiên sau thảm họa hạt nhân.

Hiện tại, nhóm nghiên cứu của Đại học Princeton đang hợp tác với các chuyên gia ung thư để xem những kết quả này có thể ảnh hưởng như thế nào đến sức khỏe của con người.

Ếch đen Chernobyl: Miễn nhiễm với phóng xạ?

Sự khác biệt rõ rệt giữa màu da của con ếch cây sống ở vùng Chernobyl (trái) và con ếch cây sống bên ngoài vùng hạt nhân. Ảnh: Germán Orizaola/Pablo Burraco

Các nhà khoa học đã phát hiện nhiều đột biến động vật tại vùng cấm hạt nhân Chernobyl, trong đó có một loài ếch dường như miễn nhiễm với phóng xạ độc hại quanh chúng.

Theo báo The U.S. Sun, các chuyên gia đã phát hiện một quần thể lớn loài ếch cây phương Đông trong vùng cấm hạt nhân. Không giống những con ếch cây thông thường với màu da xanh sáng, phần lớn ếch ở Chernobyl lại có da màu đen - một sự thay đổi không chỉ đơn thuần về màu sắc.

Theo trang Green Matters, một nghiên cứu năm 2022 cho thấy melanin trong da của những con ếch này có tác dụng như "tấm áo giáp", giúp chúng tránh được một số tác động nghiêm trọng của phóng xạ, vốn đã gây ra các tác động lớn, thậm chí tử vong ở những loài khác.

Tiến sĩ Germán Orizaola, đồng tác giả nghiên cứu năm 2022, nhận định, ếch đen ở Chernobyl sống tốt như những con ếch xanh và không gặp các vấn đề lão hóa sớm do tiếp xúc với phóng xạ.

“Cấu trúc độ tuổi và tuổi trung bình mà chúng tôi phát hiện ở loài ếch cây Chernobyl tương tự như ở các quần thể khác của loài này tại Đông Âu hoặc Trung Đông", ông Orizaola viết.

Orizaola và các đồng tác giả nghiên cứu tin rằng điều này liên quan trực tiếp đến melanin trên da ếch, cho thấy màu da đen không phải là một đột biến bất lợi mà ngược lại, là chìa khóa giúp chúng thích nghi với môi trường khắc nghiệt.

Hơn nữa, khả năng sống sót của chúng còn cho thấy tiềm năng con người có thể quay trở lại Chernobyl.

“Hơn 90% vật liệu phóng xạ phát tán trong thảm họa đã phân hủy và biến mất khỏi khu vực", ông Orizaola cho biết, đồng thời bổ sung rằng “việc con người quay lại Chernobyl" là khả thi.

Giun siêu nhỏ: Bí ẩn về bộ gene không tổn thương

Những con giun siêu nhỏ vẫn sống khỏe ở vùng CEZ. Ảnh: Sophia Tintori

Tháng 3/2024, một số nhà nghiên cứu phát hiện những con giun siêu nhỏ tại vùng cấm Chernobyl (CEZ) đang phát triển mạnh mặc dù sống trong khu vực có mức phóng xạ cao.

Theo Livescience, các nhà nghiên cứu đã đến CEZ và thu thập những con giun siêu nhỏ thuộc loài Oscheius tipulae. Khi phân tích chúng, các nhà khoa học phát hiện rằng bộ gene của những con giun này không bị tổn hại, dù chúng đã tiếp xúc với phóng xạ qua nhiều thế hệ. Nghiên cứu này được công bố vào ngày 5/3/2024 trên tạp chí PNAS.

“Thảm kịch ở Chernobyl có quy mô không thể tưởng tượng nổi, nhưng chúng ta vẫn chưa hiểu rõ những tác động của thảm họa này lên các quần thể địa phương", Sophia Tintori, tác giả chính của nghiên cứu, nói.

Nghiên cứu trên tạp chí PNAS đã phân tích bộ gen của 15 con giun từ Chernobyl và so sánh với 5 con giun từ các khu vực khác. Kết quả không phát hiện bất kỳ dấu hiệu tổn thương DNA nào dù 15 con giun ở Chernobyl đã tiếp xúc với phóng xạ qua nhiều thế hệ.

“Điều này không có nghĩa là Chernobyl đã an toàn – mà có lẽ chỉ đơn giản là loài giun này rất bền bỉ và có khả năng chịu đựng điều kiện khắc nghiệt", tác giả nghiên cứu Tintori nói. “Chúng tôi cũng không biết mỗi con giun thu thập được đã ở trong vùng cấm bao lâu, nên không thể chắc chắn chính xác mức độ phơi nhiễm của từng con giun cũng như tổ tiên của chúng trong gần 4 thập kỷ qua".

Các nhà nghiên cứu đặt giả thuyết liệu đây có phải là do giun rất giỏi trong việc tự điều chỉnh ADN của loài này hay không.

Để làm rõ hơn giả thuyết này, các nhà khoa học cho 20 con giun lai tạo trong phòng thí nghiệm, sau đó thử nghiệm khả năng chống chịu của thế hệ con cháu chúng trước các loại hóa chất gây tổn thương ADN.

Kết quả cho thấy các loài giun khác nhau có mức độ kháng đột biến ADN khác nhau khi tiếp xúc với các hóa chất, nhưng không có mối tương quan nào giữa khả năng kháng tổn thương ADN và mức phóng xạ mà tổ tiên của chúng đã tiếp xúc.

Điều này cho thấy rằng những con giun ở Chernobyl không nhất thiết có khả năng chịu phóng xạ tốt hơn, và môi trường phóng xạ không buộc chúng phải tiến hóa. Thay vào đó, có thể có những yếu tố khác (chưa được xác định) giải thích tại sao một số con giun chống chịu tổn thương ADN tốt hơn những con khác.

Nguyễn Thái - (t/h)