La complessa storia evolutiva dei cani di Chernobyl che vivono attualmente allo stato brado ha radici affascinanti e parte da una scoperta fondamentale avvenuta precedentemente. Nel corso dell’anno passato, lo stesso gruppo di ricercatori aveva infatti dimostrato che le due popolazioni di cani presenti all’interno della zona di esclusione di Chernobyl presentano nette differenze dal punto di vista genetico, nonostante vivano a soli sedici chilometri di distanza l’una dall’altra. Un gruppo abita proprio nei pressi della centrale nucleare, mentre l’altro risiede nella città di Chernobyl. I cani della città mostrano un profilo genetico molto simile a quello dei comuni cani randagi che si riproducono liberamente in Russia, in Polonia e nel resto dell’Europa orientale. Al contrario, la popolazione canina che vive nei pressi dell’impianto nucleare si distingue nettamente, evidenziando variazioni specifiche in quelle regioni del genoma strettamente associate ai delicati processi di riparazione del DNA. La nuova ricerca, pubblicata recentemente sulla rivista scientifica Genes e guidata dalla prima autrice Megan Dillon della North Carolina State University, insieme a coautori del calibro di Timothy Mousseau della University of South Carolina e Norman Kleiman della Columbia University, ha deciso di indagare più a fondo questo straordinario fenomeno biologico.
L’eterno dibattito tra deriva genetica e selezione naturale
Per comprendere l’origine di queste marcate differenze, il nuovo documento scientifico si è concentrato sul testare due diverse e contrastanti spiegazioni evolutive, ovvero la selezione naturale e la deriva genetica. La distinzione tra questi due fenomeni biologici risulta cruciale per interpretare i dati emersi dai sequenziamenti. La deriva genetica rappresenta un cambiamento del tutto casuale che diventa comune in una popolazione piccola e isolata semplicemente per questioni di probabilità e trasmissione alla prole, e di solito porta a una riduzione della diversità complessiva dell’intero genoma. Al contrario, la selezione naturale favorisce la diffusione di varianti genetiche specifiche che aumentano l’adattamento e la sopravvivenza in un determinato ecosistema. Al fine di separare gli effetti del mero isolamento geografico da quelli causati dalle forti pressioni ambientali, il team di scienziati ha confrontato entrambe le popolazioni presenti nell’area ucraina sia con cani provenienti dall’Europa orientale sia con una popolazione canina rigidamente isolata, originaria delle Isole Galápagos.
Le evidenze biologiche contro il mero isolamento geografico
Le prove scientifiche raccolte sui genomi si scontrano apertamente con l’ipotesi della deriva genetica, fornendo un quadro estremamente intrigante. La dimensione effettiva della popolazione dei cani che risiedono nei pressi della centrale è certamente ridotta, ma i calcoli indicano che non differisce in modo significativo da quella della popolazione che abita nella città vicina. In aggiunta, i cani dell’impianto nucleare non mostrano alcun segno di quella ridotta variazione genetica che rappresenta la caratteristica principale della deriva genetica. Parallelamente, queste creature si differenziano in maniera marcata da altre popolazioni geograficamente separate dal resto del mondo, compresi gli esemplari delle Isole Galápagos. Il dato ancora più sorprendente risiede nel fatto che i cani della città di Chernobyl risultano essere geneticamente molto più vicini alla popolazione delle Isole Galápagos rispetto ai loro diretti vicini che risiedono nell’impianto ucraino. Di conseguenza, i ricercatori hanno concluso che l’isolamento, preso singolarmente, non possiede le caratteristiche necessarie per spiegare il peculiare modello genetico osservato in questi animali.
Cosa si nasconde nel genoma dei randagi della centrale
Analizzando a fondo il codice della vita di questi animali, gli scienziati hanno scoperto oltre cento siti all’interno della catena del DNA che mostrano chiare firme di selezione direzionale. I geni localizzati intorno a queste aree altamente specifiche sono direttamente correlati allo sviluppo del cancro, ai complessi meccanismi di replicazione e di riparazione del DNA, alle funzioni primarie del ciclo cellulare e alla modulazione dell’efficienza della risposta immunitaria. Questo intricato insieme di geni risulta essere biologicamente molto plausibile per una popolazione costretta a sopravvivere all’interno di un ambiente cronicamente irradiato a causa del noto disastro. Si tratta infatti proprio di quei complessi sistemi biologici cellulari che subiscono i danni per primi a causa dell’esposizione costante alle radiazioni e che, in ultima istanza, determinano se una singola cellula dell’organismo sarà in grado di sopravvivere o se andrà incontro al collasso.
I limiti del nuovo studio e la mancanza di superpoteri
Nonostante l’enorme fascino mediatico della scoperta, gli autori sono molto attenti nel sottolineare esattamente cosa questo studio non dimostri affatto. Come ribadisce apertamente la dottoressa Dillon, non è possibile affermare con assoluta certezza che ci si trovi di fronte a un conclamato caso di selezione genetica, sebbene le firme genomiche individuate suggeriscano fortemente questa affascinante direzione. Il ricercatore Matthew Breen concorda nel sostenere che gli animali dotati delle giuste varianti potrebbero semplicemente essere sopravvissuti per altre ragioni, e definisce le ipotesi di palese immunità come una speculazione. È fondamentale chiarire che un’effettiva resistenza alle radiazioni in questi specifici cani non è stata in alcun modo misurata né scientificamente dimostrata. La zona di esclusione di Chernobyl differisce inoltre dai territori circostanti per molteplici fattori che esulano dalla semplice radioattività ambientale, poiché la presenza di metalli pesanti, la bassissima densità umana, la dieta disponibile e i patogeni locali variano considerevolmente. Per questo motivo, la specifica pressione selettiva rimane al momento non identificata con precisione e richiederà nuovi rilievi. Infine, bisogna ricordare che le firme di selezione rintracciate dagli scienziati rappresentano attualmente dei modelli statistici individuati nel genoma e non un meccanismo biologico verificato in laboratorio all’interno della cellula animale. Per dimostrare che una specifica variante aiuta concretamente un mammifero a tollerare l’inquinamento radioattivo sarebbero necessari complessi esperimenti funzionali, allontanando così il mito popolare che questi animali abbiano in qualche modo sviluppato dei fantascientifici superpoteri.