После Чернобыля: почему растения не болеют раком?

Чернобыль стал синонимом катастрофы. Ядерная катастрофа 1986 года, о которой снова заговорил весь мир, благодаря сериалу от HBO, вызвала тысячи раковых заболеваний, превратила некогда густонаселенный район в город-призрак и привела к созданию зоны отчуждения в 2600 квадратных километров. Но чернобыльская зона отчуждения жива. Волки, кабаны и медведи вернулись в пышные леса, окружающие старую атомную электростанцию.

А что касается растительности, то вся она, кроме наиболее уязвимых и подвергшихся воздействию радиации растений, никогда не умирала и даже в самых радиоактивных зонах восстанавливалась в течение трех лет. Люди, другие млекопитающие и птицы давно бы погибли от радиации, которая облучила растения в наиболее загрязненных районах. Так почему же растительная жизнь так сопротивляется радиации и ядерной катастрофе?

Что произошло с растениями в Чернобыле?

Чтобы ответить на этот вопрос, нам прежде всего необходимо понять, как излучение ядерных реакторов влияет на живые клетки. Радиоактивный материал Чернобыля «нестабилен», потому что постоянно излучает высокоэнергетические частицы и волны, которые разрушают клеточные структуры или производят химически активные вещества, атакующие клеточный механизм.

Большинство частей клетки можно заменить в случае повреждения, но ДНК — это важное исключение. При высоких дозах облучения ДНК становится битой и клетки быстро умирают. Низкие дозы могут привести к меньшему ущербу с точки зрения мутаций, изменяющих функции клеток — к примеру, делают их канцерогенными, неконтролируемо размножающимися и внедряющимися в другие части тела.

У животных это часто приводит к летальному исходу, потому что их клетки и системы особенно специализированы и не особо гибкие. Представьте себе биологию животных как сложную машину, в которой у каждой клетки и органа свое место и предназначение, и все части должны работать и взаимодействовать сообща, чтобы особь жила. Человек не может жить без мозга, легких или сердца.

А вот растения развиваются гораздо более гибко и органично. Поскольку они не могут двигаться, у них нет выбора, кроме как приспосабливаться к обстоятельствам, в которых они оказались. Вместо того, чтобы иметь определенную структуру, как у животного, растения создают ее по мере развития. Выращивают корни подлиннее или стебли повыше — это зависит от баланса химических сигналов от других частей растения и «древесного интернета», а также света, температуры, воды и условий питания.

Крайне важно, что в отличие от клеток животных почти все клетки растений способны создавать новые клетки любого типа, в которых нуждается растение. Вот почему садовник может вырастить новое растение из черенка, при этом корни прорастут из того, что когда-то было стеблем или листом.

Все это означает, что растения могут заменять мертвые клетки или ткани гораздо легче, чем животные, независимо от того, повреждены они в результате нападения животного или радиации.

И хотя радиация и другие типы повреждений ДНК могут вызывать опухоли у растений, мутировавшие клетки, как правило, не способны переходить из одной части растения к другой, как в процессе рака, благодаря жестким соединительным стенкам, окружающим клетки растения. Таким «опухоли» не будут фатальными в подавляющем большинстве случаев, потому что растение найдет способ работать и без неисправной ткани.

Что примечательно, в дополнение к этой врожденной устойчивости к радиации, некоторые растения в чернобыльской зоне отчуждения, похоже, используют дополнительные механизмы для защиты своей ДНК, меняют химический состав, чтобы сделать ее более устойчивой к повреждениям и включают системы для ее восстановления, если она не работает. Уровень естественного облучения на поверхности Земли был намного выше в далеком прошлом, когда развивались первые растения, поэтому растения в зоне отчуждения могут применять эти древние механизмы защиты.

Сейчас жизнь вокруг Чернобыля процветает. Разнообразие растений и животных, наверное, даже выше, чем было до катастрофы. В некотором смысле, чернобыльская катастрофа стала раем на земле: изгнав себя из этого района, мы освободили пространство для возвращения природы.