1986年4月26日,車諾比核電站發生爆炸,引發了世界上最嚴重的放射性事故。2017年,攝影師邁克·赫特維爾與動物福利組織「清潔未來基金會」(Clean Futures Fund)一起前往車諾比禁區,為流浪狗做絕育手術。夜晚,這些流浪狗大多會聚集在造價20億美元車諾比核電站的防護裝置「新石棺」(New Safe Confinement)的入口。這個「新石棺」里就是受損的反應堆。「清潔未來基金會」的獸醫還採集了流浪狗的血液樣本,作為發表在《科學進展》上的尖端DNA研究的一部分內容。研究顯示,這些流浪狗的父輩和祖輩是事故發生時留在附近的狗。這些流浪狗的DNA能夠幫助我們更好地了解,輻射對人類健康和遺傳造成的長期影響。
撰文:SHARON GUYNUP
車諾比核電站是世界上輻射最強的地方之一。2017年,蒂莫西·穆索來到這裡時,這裡的流浪狗數量增長到了750隻左右。
研究人員認為,這些流浪狗是1986年4月26日,核電站發生爆炸和火災後,遭到遺棄的狗生下的後代。這也是核能史上,最嚴重的事故。在36個小時內,蘇聯當局疏散了35萬名普里皮亞季的居民,他們離核電站只有兩英里遠。有些人甚至什麼都沒拿,穿著身上的衣服就撤退了。人們被迫留下他們心愛的寵物。許多人再也沒有回到這個面積為1000平方英里的車諾比禁區。
一名遊客戴著防毒面具,在拱形安全防護裝置附近自拍。特製伽馬相機拍攝的這張合成圖像顯示,被輻射污染的物質還是會發出放射性物質,但短暫停留還是安全的。
穆索是南卡羅來納大學的進化生物學家,他正與美國非營利組織「清潔未來基金會」的團隊合作。該團隊前往烏克蘭,建立了一個絕育和疫苗接種計劃,以便控制受輻射影響的動物種群。穆索在這項研究中,負責收集血液和組織樣本並進行DNA分析。自2000年以來,他一直在車諾比進行野生動物研究。這個研究項目把車諾比變成了一個絕佳的「實驗室」。研究人員能在大量動物中,尋找輻射誘發的基因突變。從2017年到2022年,穆索已經加入了四個任務,並計劃今年返回。
美國國家人類基因組研究所犬只基因組項目的負責人伊萊恩·奧斯特蘭德加入了流浪狗DNA樣本的測序工作。研究人員最近在《科學進展》上發表的文章,把重點放在了302隻自由放養的雜交狗的遺傳結構上,並破譯了它們的血統,還確定了它們來自15個大大小小的不同家族。
流浪狗在工人食堂外,等著吃剩菜剩飯。「分子遺傳學的進展讓我們能夠重建流浪狗的真實血統。我們可以知道,它們的母親是誰,父親是誰,表兄弟是誰,叔叔阿姨又是誰。藉助分子遺傳學,我們現在會對新生突變進行十分嚴格的評估。」穆索說。研究人員希望通過分析流浪狗的血統,確定它們出現了哪些突變,並查明這些突變是否與輻射有關?
這些流浪狗非常喜歡一位每天早上給它們餵食的車諾比工人。車諾比工人提供的照顧和食物幫助流浪狗在惡劣的環境中生存下去。
這些結果為一個多年的項目提供了初步的基本數據,而這個項目將研究長期暴露在輻射中,會對狗的遺傳產生怎樣的影響。穆索和奧斯特蘭德意識到,他們要做的第一步就是了解他們的研究對象,弄清楚這些流浪狗的身份,知道這些流浪狗在哪裡生活,因為不同地點的輻射水平存在較大差異。因此,穆索在收集血樣時,記錄了每隻流浪狗的抓捕地點。
這些車諾比流浪狗有極大的科學價值,因為自核電站事故以來,它們在與世隔絕的狀態下,生活演化了15代。這些流浪狗往往早逝,對於75磅重的狗而言,正常壽命一般為10到12歲。奧斯特蘭德假設,「無論基因組發生了什麼改變能夠支撐這些流浪狗在惡劣的環境中生存,或許都算得上重大的基因(突變),而且發生改變的基因是發揮重要作用的關鍵基因。」
通過確定這些流浪狗的家族,研究人員可以尋找後代和父母之間的差異。在1986年爆炸事故中,倖存下來的狗可能將突變或潛在突變遺傳給了後代。
研究人員稱,這項研究有可能改變我們對輻射影響的認知,能讓我們知道輻射究竟會對人類和其他哺乳動物產生什麼影響。
奧斯特蘭德說:「最終,我們想知道基因組中的DNA發生了什麼變化,還能讓(這些流浪狗)在輻射環境中生活、繁殖和生存。
獸醫正在用吹氣槍給流浪狗注射鎮靜劑,以便捕捉它們。絕育、驗血、輻射掃描、稱重和所有的醫藥護理都需要在手術區完成。吹氣槍使用的藥物不會對流浪狗造成傷害,藥效會在幾小時後消失。
輻射環境中的流浪狗
事故發生後,車諾比核電站向大氣噴射的放射性物質的濃度是廣島原子彈的400多倍。在風的作用下,有些地方的輻射強度高,有些地方的輻射強度弱。
如今,車諾比的事故已經過去了37年。大部分輻射來自半衰期十分漫長的銫、鍶兩種元素,但土壤中還存在鈽、鈾等放射性核素。放射性粒子發出的強大能量足以撕裂細胞分子內的電子。它們可以破壞DNA中的化學鍵,從而導致變異。細胞有修復損傷的機制,但突變會引發癌症,減短壽命,影響生育能力。
給流浪狗注射鎮靜劑後,獸醫必須立馬捉住流浪狗。鎮靜劑起效快,流浪狗會在幾分鐘內睡著。
注射鎮靜劑後,這些流浪狗會被輕放在卡車後部。它們會被送到簡易的手術樓里接受治療。
諾貝爾文學獎得主阿列克謝耶維奇的代表作《車諾比的祭禱》通過口述歷史的方式,重建了災難剛發生時的慘烈景象。這本書提到了,人們不得不拋棄寵物時,內心經歷的創傷。書里寫道:「那些心痛的家庭把紙條釘在門上,上面寫著:『別殺我們的朱爾卡,它是條好狗。』」 有一個人回憶稱,「狗在嚎叫,它們試圖登上公共汽車。混血犬、阿爾薩斯犬,什麼狗都有。士兵們接連把狗推開,用腳踢狗。這些狗一直追著公共汽車,追了很久很久……」
不久, 軍事小組就來了。他們射殺了這些狗,以便限制輻射污染和疾病的傳播。一些狗躲過了這些劊子手,它們在工廠周圍和普里皮亞季附近的樹林裡活了下來。
光陰荏苒, 2010年,受損的反應堆上開始建起了防護裝置。數千名工人湧入車諾比核電站。幾乎在同一時刻,車諾比變成了一個「災難旅遊」目的地。這些流浪狗也遷到了那裡,還有人給它們餵食。流浪狗的數量迅速增長,逐漸引發了人們對狂犬病的擔憂。
一隻流浪狗被注射了鎮靜劑,獸醫正在使用閃爍輻射計測量它的輻射水平。流浪狗去除輻射污染後,會接受絕育、稱重、抽血和必要的治療。
「清潔未來基金會」成立於2016年,旨在為災區提供支持和醫療服務。該基金會意識到,狗也需要幫助。車諾比禁區管理處批准「清潔未來基金會」醫治這些流浪狗,並控制它們的數量後,「清潔未來基金會」立馬就在一棟舊樓里設立了臨時醫院。穆索建立了實驗室,並和獸醫一起治療流浪狗。
實地行動
目前,獸醫詹妮弗·貝茨是項目的領導者。她介紹了項目的進展。「我們捉住這些流浪狗,並為它們做絕育手術,注射疫苗,植入晶片,給它們做上標記……提姆在它們的耳標上裝了輻射測量儀。然後,我們把這些流浪狗放回原來抓它們的地方,讓它們儘可能快樂、健康地度過一生。」貝茨說。此外,該團隊還為流浪狗提供了必要的醫療服務。
貝茨說:「這些流浪狗不能離開禁區,因為狗毛和骨骼里可能攜帶了大量的輻射污染物。」
但凡事都有例外。2018年,為了拯救36隻失去母親的小狗,禁區管理處特批,允許它們被帶離禁區。原本這些小狗是活不下來的,但去除輻射污染後,它們被美國和加拿大的家庭收養了。它們在母親的子宮內、被解救前的三四個星期內都受到了輻射。研究團隊將追蹤這些狗的一生,觀察它們是否有腫瘤、淋巴瘤或其他健康問題。
檢查和手術完成後,這些流浪狗會被轉移到恢復室。等它們醒過來,麻醉藥失效後,它們會被放回到車諾比地區。
新的防護裝置已經安裝到位,並包圍了輻射水平最高的4號反應堆遺址。DNA分析顯示,生活在4號反應堆附近的狗的基因與車諾比其他兩群流浪狗的基因不同。
「清潔未來基金會」的聯合創始人兼主席埃里克·坎巴里安表示,研究人員有時會取回這些流浪狗戴了幾個月或幾年的輻射測量儀。這些測量儀會顯示輻射總量。反應堆周圍的流浪狗受到的輻射比正常水平高几千或幾萬倍。
查明倖存犬的基因突變
奧斯特蘭德的分析確定了兩個不同的流浪狗群體,每隻流浪狗都有自己的獨特基因,彼此間很少有基因流動。大約一半的流浪狗生活在輻射較高的核電站附近,三個流浪狗家族生活在廢棄的核燃料儲存設施內。另一個流浪狗家族則在9英里遠的車諾比城遊蕩,那裡輻射較低,住著施工工人。新的防護裝置建設完成後,車諾比城的人就更少了。研究人員還從28英里外,斯拉夫蒂奇的狗的身上提取了少量樣本。
奧斯特蘭德不僅對流浪狗的基因組進行了測序,還確定了它們的血統。這樣一來,她就能比較這些流浪狗的基因和其他非輻射地區類似犬只的基因。兩個種群攜帶了德國牧羊犬和其他東歐牧羊犬的DNA。車諾比城的狗似乎與工人的交配過,所以有的狗攜帶了拳獅犬和羅威納犬的基因。
波莫納加州州立理工大學的生物學家安德里亞·博尼索利-阿爾夸蒂在車諾比進行研究工作,但沒有參與這項研究。他指出,這是首次對車諾比的大型哺乳動物進行類似的研究。阿爾夸蒂表示,這一項目為研究大型種群提供了重要的遺傳工具和方法,也讓我們了解了一些關鍵知識,幫我們弄清楚尤其脊椎動物中,基因突變與疾病究竟有何關係。
穆索表示,下一步就是要研究在過去37年裡,基因組的哪些部分發生了變化。研究團隊希望能解答許多疑問。幼犬要經歷什麼才能倖存下來並且長大?基因改變和輻射影響是同時發生的嗎?參與DNA修復、新陳代謝和細胞衰老的基因是否發生了變化?是不是發生了什麼新的反應讓流浪狗活了下來?什麼程度的輻射才會導致嚴重損傷?
好在這些流浪狗和這項研究能幫助我們更好地了解與輻射相關的風險。
(譯者:幸運草)