Параметри добору в лiнiях Drosophila melanogaster Meig., отриманих з популяцiй, що мешкають на територiях з рiзним рiвнем радiацiйного забруднення: апробацiя метода Кроу
Анотація
Техногенні катастрофи, такi як аварії на Чорнобильській АЕС та АЕС Фукусіма-1, по-новому гостро поставили питання про радіаційні ризики, пов’язані з використанням енергії атома. Метою роботи було дослідити особливості дії природного добору в лiнiях Drosophila melanogaster Meig., отриманих з природних популяцiй, якi мешкають на територiях з рiзним рівнем радiацiйного забруднення. Одним із завдань було випробувати на модельному об’єкті – дрозофілі – метод Кроу, який дозволяє оцінити загальну інтенсивність добору, а також визначити внесок окремих його компонентів, таких як диференційна плодючість і диференційна смертність. Дослідження проведене на трьох лініях Drosophila melanogaster Meig.: лінія Гайдари (радіаційний фон на території, звідки походить лінія: 0,12 мкЗв/год, потік β-випромінювання: 0 часток/см2/хв), лінія ХФТI (радіаційний фон: 0,12–0,20 мкЗв/год, потік β-випромінювання: 0 часток/см2/хв), лінія Чорнобиль (радіаційний фон: 0,20–0,22 мкЗв/год, потік β-випромінювання: 7–8 часток/см2/хв). За результатами дослідження, лінії не відрізнялися між собою за яйцепродукцією самок. За кількістю нащадків імаго лінія Чорнобиль поступалася лініям Гайдари та ХФТI на 48,9% і 57,8% відповідно. Смертність у дорепродуктивний період розвитку (показник pd), що включає в себе ембріональну і лялечкову смертність, була найвищою в лінії Чорнобиль і перевищувала значення pd в в лініях Гайдари та ХФТI в 1,4 раза. Як наслідок, лінія Чорнобиль, отримана з території, забрудненої радіонуклідами, суттєво перевищувала лінії Гайдари та ХФТI, що отримані з територій, на яких радіаційна ситуація не виходить за межі норми, за обома компонентами добору – як за компонентою диференційної плодючості (If), так i за диференційною смертністю (Im). У підсумку, загальні індекси добору (Itot) були досить близькими в лініях Гайдари і ХФТI, а в лінії Чорнобиль цей показник був у 2,1–2,6 раза вищий, ніж у двох інших лініях. Результати дослідження підтверджують точку зору, згідно з якою іонізуюче випромінювання може сприяти еволюції, прискорюючи еволюційні зміни. Вони свідчать про підвищений рівень смертності, знижений рівень пристосованості та посилений тиск добору в лінії плодових мух, яка походить з популяції, що мешкає на радіаційно забрудненій території у зоні відчуження ЧАЕС.
Завантаження
Посилання
Kozeretska I.A., Protsenko A.V., Afanasieva K.S. et al. (2008). Mutation processes in the natural populations of Drosophila and Hirundo rustica from Ukrainian radiation contaminated territories. Cytology and Genetics, 42(4), 63–68. (in Russian)
Kostenko V.V., Filiponenko N.S., Volkova N.E., Vorob’eva L.I. (2008). Study of sexual behavior of Drosophila melanogaster lines from natural populations with different levels of radiation contamination. Drosophila in Experimental Genetics and Biology, Collection of Sci. Papers of the 1st Internat. Conf. Kharkiv: KhNU, 79–81. (in Russian)
Protsenko A.V., Kozeretska I.A., Fuller B.A. et al. (2008). Reproductive success of Drosophila melanogaster in natural populations from radiation-contaminated areas of Ukraine. Drosophila in Experimental Genetics and Biology, Collection of Sci. Papers of the 1st Internat. Conf. Kharkiv: KhNU, 89–91. (in Russian)
Tikhomirova M.M. (1990). Genetic analysis. Leningrad: Leningrad State University Publishing House. 280 p. (in Russian)
Filiponenko N.S., Volkova N.E., Kostenko V.V. et al. (2008). Study of fitness components of Drosophila melanogaster lines obtained from natural populations from areas with different levels of radiation pollution. Drosophila in Experimental Genetics and Biology, Collection of Sci. Papers of the 1st Internat. Conf. Kharkiv: KhNU, 98–101. (in Russian)
Yakymchuk R.A. (2018). Efficiency of the use of mutations, induced on radiation-contaminated areas, when improving winter wheat cultivars. Factors in Experimental Evolution of Organisms, 23, 170–175. https://doi.org/10.7124/FEEO.v23.1009 (in Ukrainian)
Alexander M., Bergendahl J. (1964). Dose rate effects in the developing germ cells of male Drosophila. Genetics, 49, 1–16.
Atramentova L.A., Meshcheryakova I.P., Filiptsova O.V. (2013). Reproductive characteristics and the Crow’s index in different populations of Evpatoria. Russian Journal of Genetics, 49, 1219–1226. https://doi.org/10.1134/S1022795413110033
Baba M. (2013). Fukushima accident: what happened? Radiation Measurements, 55, 17–21. https://doi.org/10.1016/j.radmeas.2013.01.013
Crow J.F. (1958). Some possibilities for measuring selection intensities in man. Human Biology, 30, 1–13.
Einor D., Bonisoli-Alquati A., Costantini D. et al. (2016). Ionizing radiation, antioxidant response and oxidative damage: a meta-analysis. Science of the Total Environment, 548–549, 463–471. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.01.027
Garnier-Laplace J., Geras’kin S., Della-Vedova C. et al. (2013). Are radiosensitivity data derived from natural field conditions consistent with data from controlled exposures? A case study of Chernobyl wildlife chronically exposed to low dose rates. Journal of Environmental Radioactivity, 121, 12–21. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2012.01.013
Georgieva M., Rashydov N.M., Hajduch M. (2017). DNA damage, repair monitoring and epigenetic DNA methylation changes in seedlings of Chernobyl soybeans. DNA Repair, 50, 14–21.
https://doi.org/10.1016/j.dnarep.2016.12.002
Golub N.Ia., Chernyk Ia.I. (2008). Mutations induced by X-ray irradiation and certain chemical reagents that alter the life span of Drosophila melanogaster. Cytology and Genetics, 42, 30–36. https://doi.org/10.3103/S0095452708010052
Guerrero-Bosagna C., Weeks S., Skinner M.K. (2014). Identification of genomic features in environmentally induced epigenetic transgenerational inherited sperm epimutations. Plos One. 9(6), e100194. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0100194
Kivisaari K., Boratynski Z., Lavrinienko A. et al. (2020). The effect of chronic low-dose environmental radiation on organ mass of bank voles in the Chernobyl exclusion zone. International Journal of Radiation Biology, 96(10), 1254–1262. https://doi.org/10.1080/09553002.2020.1793016
Kozak N., Atramentova L. (2021). Indexes of natural selection, migration and reproductive characteristics in Lutsk population, West Ukraine. EJ-DEVELOP, European Journal of Development Studies, 1(3), 59–64. https://doi.org/10.24018/ejdevelop.2021.1.3.41
Mothersill C., Abend M., Brechignac F. et al. (2019). The tubercular badger and the uncertain curve:- the need for a multiple stressor approach in environmental radiation protection. Environmental Research, 168, 130–140. https://doi.org/10.1016/j.envres.2018.09.031
Møller A.P., Mousseau T.A. (2016). Are organisms adapting to ionizing radiation at Chernobyl? Trends in Ecology & Evolution, 31, 281–289, http://dx.doi.org/10.1016/j.tree.2016.01.005
Murakami M., Ohte N., Suzuki T. et al. (2015). Biological proliferation of cesium-137 through the detrital food chain in a forest ecosystem in Japan. Scientific Reports, 4(1), 1–5. https://doi.org/10.1038/srep03599
Skorobagatko D.A., Mazilov A.A., Strashnyuk V.Yu. (2020). Endoreduplication in Drosophila melanogaster progeny after exposure to acute γ-irradiation. Radiation and Environmental Biophysics, 59(2), 211–220. https://doi.org/10.1007/s00411-019-00828-8
Vaiserman A.M. (2011). Hormesis and epigenetics: Is there a link? Ageing Research Reviews, 10, 413– 421. https://doi.org/10.1016/j.arr.2011.01.004
WHO. (2006). Environmental Consequences of the Chernobyl Accident and their Remediation: Twenty Years of Experience. Report of the UN Chernobyl Forum Expert Group "Environment". IAEA. Vienna. 180 p.
Yamasaki T. (1984). Measurement of fitness and its components in six laboratory strains of Drosophila melanogaster. Genetics, 108, 201–211.
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої її публікації на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License 4.0 International (CC BY 4.0), яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи.
