Odkrycie to rzuca nowe światło na mechanizmy lokalnej adaptacji oraz wrodzoną odporność genomiczną w skrajnie toksycznych środowiskach, rozwiązując zagadki postawione we wcześniejszych badaniach nad strukturą populacyjną tych czworonogów.
We wcześniejszych analizach zespół badał dwie grupy psów: osobniki żyjące na terenie Czarnobylskiej Elektrowni Jądrowej (ChNPP) oraz populację z oddalonego o około 16 kilometrów miasta Czarnobyl. O ile genom psów z miasta wykazywał wysokie podobieństwo do wolno żyjących populacji z Polski, Rosji i sąsiednich rejonów Europy Wschodniej, o tyle zwierzęta z terenu elektrowni charakteryzowały się wyraźnymi odmiennościami, zwłaszcza w rejonach odpowiedzialnych za naprawę DNA.
Jak wyjaśnia główna autorka pracy, dr Megan Dillon z College of Veterinary Medicine na North Carolina State University (NC State), nowo podjęte badania miały na celu rozstrzygnięcie, czy ta głęboka przepaść genetyczna między dwiema bliskimi geograficznie grupami wynika z adaptacyjnego doboru naturalnego pod wpływem presji środowiska, czy też jest jedynie skutkiem dryfu genetycznego – czyli losowych zmian w małej, odizolowanej populacji, które z czasem prowadzą do zubożenia ogólnej puli genowej.
Aby wyizolować wpływ samej izolacji geograficznej od presji skażenia, badacze zestawili dane genomiczne obu czarnobylskich grup nie tylko z psami ze wschodniej Europy, lecz także z izolowaną populacją z Wysp Galapagos. Choć efektywna wielkość populacji z elektrowni jest niewielka, nie różni się ona istotnie od wielkości grupy z miasta Czarnobyl i nie wykazuje spadku różnorodności genetycznej typowego dla dryfu.
Co zaskakujące, psy z miasta Czarnobyl pod względem profilu genetycznego okazały się bardziej zbliżone do psów z odległych wysp Galapagos niż do swoich sąsiadów z terenu elektrowni. Wykluczyło to samą izolację jako przyczynę obserwowanych różnic,wskazując jednoznacznie na działanie zewnętrznych czynników selekcyjnych.
Szczegółowa analiza genomowa zidentyfikowała ponad 100 loci noszących wyraźne sygnatury selekcji kierunkowej u psów z terenu elektrowni. Geny zlokalizowane w tych regionach odpowiadają za kluczowe szlaki biologiczne: replikację i naprawę DNA, regulację cyklu komórkowego, funkcjonowanie układu odpornościowego oraz procesy onkogenezy.
Współautor badania, prof. Matthew Breen z NC State, podkreśla, że obserwowane zmiany niekoniecznie oznaczają powstanie nowych adaptacji de novo w odpowiedzi na katastrofę z 1986 roku; wysoce prawdopodobne jest, że pierwsze fale skażenia przetrwały osobniki dysponujące specyficzną, wyjściową zmiennością genetyczną, która zapewniła im wyższy stopień dostosowania. W interdyscyplinarnym projekcie, obok Dillon i Breena, uczestniczyli również Reade Roberts (NC State), Jennifer Betz (Visiting Veterinarians International), Timothy Mousseau (University of South Carolina) oraz Norman Kleiman (Columbia Mailman School of Public Health).
