L'accident du réacteur 4 de la centrale nucléaire de Tchernobyl en 1986 a généré le plus grand rejet de matières radioactives dans l'environnement de l'histoire de l'humanité. L'impact de l'exposition aiguë à de fortes doses de rayonnement a été sévère pour l'environnement et la population humaine. Mais plus de trois décennies après l'accident, Tchernobyl est devenue l'une des plus grandes réserves naturelles d'Europe. Un large éventail d'espèces menacées y trouve aujourd'hui refuge, notamment des ours, des loups et des lynx.

Les rayonnements peuvent endommager le matériel génétique des organismes vivants et générer des mutations indésirables. Cependant, l'un des sujets de recherche les plus intéressants à Tchernobyl tente de détecter si certaines espèces s'adaptent réellement pour vivre avec les radiations. Comme pour les autres polluants, les rayonnements pourraient être un facteur sélectif très puissant, favorisant les organismes dotés de mécanismes qui augmentent leur survie dans les zones contaminées par des substances radioactives.

Protection de la mélanine contre les radiations

Nos travaux à Tchernobyl ont commencé en 2016. Cette année-là, près du réacteur nucléaire endommagé, nous avons détecté plusieurs rainettes orientales (Hyla orientalis) avec une teinte noire inhabituelle. L'espèce a normalement une coloration dorsale vert vif, bien que l'on puisse parfois trouver des individus plus foncés.

La mélanine est responsable de la couleur sombre de nombreux organismes. Ce que l'on sait moins, c'est que cette classe de pigments peut également réduire les effets négatifs du rayonnement ultraviolet. Et son rôle protecteur peut aussi s'étendre aux rayonnements ionisants, comme cela a été démontré avec les champignons. La mélanine absorbe et dissipe une partie de l'énergie du rayonnement. De plus, il peut piéger et neutraliser les molécules ionisées à l'intérieur de la cellule, telles que les espèces réactives de l'oxygène. Ces actions réduisent le risque que les personnes exposées aux rayonnements subissent des dommages cellulaires et augmentent leurs chances de survie.

La couleur des rainettes de Tchernobyl

Après avoir détecté les premières grenouilles noires en 2016, nous avons décidé d'étudier le rôle de la coloration mélanique dans la faune de Tchernobyl. Entre 2017 et 2019, nous avons examiné en détail la coloration des rainettes orientales dans différentes régions du nord de l'Ukraine.

Au cours de ces trois années, nous avons analysé la coloration de la peau dorsale de plus de 200 grenouilles mâles capturées dans 12 étangs de reproduction différents. Ces localités étaient réparties le long d'un large gradient de contamination radioactive. Ils comprenaient certaines des zones les plus radioactives de la planète, mais également quatre sites en dehors de la zone d'exclusion de Tchernobyl et avec des niveaux de rayonnement de fond utilisés comme contrôles.

Notre travail, publié dans Applications évolutives , révèle que les rainettes de Tchernobyl ont une coloration beaucoup plus foncée que les grenouilles capturées dans les zones de contrôle en dehors de la zone. Comme nous l'avons découvert en 2016, certains sont d'un noir absolu. Cette coloration n'est pas liée aux niveaux de rayonnement que les grenouilles subissent aujourd'hui et que nous pouvons mesurer chez tous les individus. La coloration foncée est typique des grenouilles de l'intérieur ou à proximité des zones les plus contaminées au moment de l'accident.

Réponses évolutives à Tchernobyl

Les résultats de notre étude suggèrent que les grenouilles de Tchernobyl pourraient avoir subi un processus d'évolution rapide en réponse aux radiations. Dans ce scénario, les grenouilles de coloration plus foncée au moment de l'accident, qui représentent normalement une minorité dans leurs populations, auraient été favorisées par l'action protectrice de la mélanine.

Les grenouilles noires auraient mieux survécu aux radiations et se seraient reproduites avec plus de succès. Plus de dix générations de grenouilles se sont écoulées depuis l'accident et un processus classique, bien que très rapide, de sélection naturelle peut expliquer pourquoi ces grenouilles noires sont désormais le type dominant pour les espèces dans la zone d'exclusion de Tchernobyl.

L'étude des grenouilles noires de Tchernobyl constitue une première étape pour mieux comprendre le rôle protecteur de la mélanine dans les environnements touchés par la contamination radioactive. De plus, il ouvre les portes à des applications prometteuses dans des domaines aussi divers que la gestion des déchets nucléaires et l'exploration spatiale.

Nous espérons que la guerre actuelle en Ukraine se terminera bientôt et que la communauté scientifique internationale pourra revenir étudier, avec nos collègues ukrainiens, les fascinants processus d'évolution et de régénération des écosystèmes de Tchernobyl. + Explorer plus loin

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Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article d'origine.