Если долго смотреть на акварели Корнелии Хессе-Хонеггер (Cornelia Hesse-Honegger), то мы заметим нечто странное в тех насекомых, которых она нарисовала. Согнутый усик, смятое крыло — зритель сразу понимает, что из-за такого рода деформаций жуки у художницы необычные.
«Каждый из них это нечто вроде головоломки, — говорит биолог из Университета Южной Каролины Тим Муссо (Tim Mousseau). — Чем пристальнее присматриваешься, тем больше замечаешь».
Хессе-Хонеггер живет в Цюрихе, а работает художницей и научным иллюстратором. Она на протяжении десятков лет всматривается в микроскопы и рисует уродливых насекомых. Свои яркие картины полужесткокрылых, таких как клопы-солдатики, тля и цикады, у которых есть уникальный сосущий ротовой орган, она часто посвящает их анатомии. Они похожи на прекрасные иллюстрации из старого учебника по энтомологии.
Хессе-Хонеггер начала работать иллюстратором в энтомологической лаборатории Цюрихского университета в 1960-е годы, где она рисовала мух и других насекомых, подвергшихся различным вызывающим мутации факторам, таким как рентгеновское излучение и этилметансульфонат (вещество, похожее на «Агент Оранж»). Но самые известные ее работы сделаны в районах, пострадавших от взрыва на Чернобыльской АЭС на Украине 26 апреля 1986 года. Зная о том, что мощное радиоактивное облучение может вызвать мутации в цепочках ДНК внутри клеток, и что такие мутации вызывают деформации в строении тела насекомых, Хессе-Хонеггер отправилась на поиски своих любимых уродцев в районы, подвергшиеся выпадению радиоактивных осадков после Чернобыля. Сначала она побывала в Швеции, а потом на юге Швейцарии.
«Все живые существа в зараженных радиоактивными осадками районах сейчас находятся в ситуации, сопоставимой с лабораторными мухами, подвергнутыми радиации», — говорит она. Когда Хессе-Хонеггер начала свои поиски, собирая от 50 до 500 экземпляров в разных местах, она действительно находила насекомых с небольшими отклонениями в анатомии.
Впервые художница опубликовала свои картины в конце 1980-х, но тогда они вызвали возмущение и критику в научном сообществе. В то время исследования были посвящены главным образом опасностям для здоровья человека и инженерным вопросам. Тогда прошло еще недостаточно времени, чтобы ученые поняли, какое воздействие Чернобыль оказал на биологические виды. Многие считали, что на животных и насекомых радиация окажет незначительное воздействие.
В 1990 году Хессе-Хонеггер поехала непосредственно в Чернобыль, где собрала целую коллекцию насекомых в зоне отчуждения и вокруг саркофага, которым накрыли ядерный реактор. Из 55 собранных ею полужесткокрылых у 12 были деформации на теле.
Конечно, она не могла знать, действительно ли обнаруженные ею отклонения от нормы вызваны мутацией, и являются ли такие мутации результатом радиации. Кое-кто сделал вывод, что собранные ею в поле образцы с точки зрения статистики являются незначительными отклонениями от нормы и результатом естественных мутаций или повреждений. Другие ученые назвали ее работу неточной и ненаучной. Хотя в результате ядерного взрыва возник высокий уровень радиации, смертельный для животных (включая человека) и для растений, в последующие дни и месяцы радиация (в основном в виде цезия-137 с периодом полураспада 30 лет) сохранилась в этих районах в гораздо более низких дозах.
Безусловно, в проекте Хессе-Хонеггер были определенные художественные элементы. С годами она собрала и нарисовала более 16 тысяч полужесткокрылых из 25 мест с радиоактивным заражением, объехав весь свет, причем не только районы ядерных аварий, такие как Чернобыль и Три-Майл-Айленд. Задавшись целью выяснить, имеются ли проблемы с малыми дозами радиации на атомных электростанциях и в лабораториях, она посетила ряд действующих ядерных объектов, включая французскую АЭС в Ля Аг. Она даже собрала образцы в районах Швейцарии, на которые оказала воздействие чернобыльская авария, а также выращивала у себя на кухне мушек дрозофил, чтобы увидеть отклонения у потомства. Свои художественные исследования Хессе-Хонеггер опубликовала в 2007 году в журнале Chemistry & Biodiversity.
Прошло много лет, но что на самом деле знают ученые о последствиях радиации для жизни животных?
Мутации в популяциях животных обнаруживают внутри чернобыльской зоны отчуждения площадью 2600 квадратных километров, в том числе, у деревенских ласточек (Hirundo rustica) и у лесных полевок (Clethrionomys glareolus). Проведенное в 1994 году исследование показало рост мутаций у плодовой мушки Drosophila subobscura в Швеции, хотя в каждом из этих случаев трудно говорить о том, что виной всему Чернобыль.
Вызываемые радионуклидами мутации возникают в двух формах: это генеративные мутации в ДНК спермы или яиц, либо мутации клеточной ДНК, вызванные облучением и могущие стать причиной различных видов рака. Первый тип мутации передается по наследству следующим поколениям, а второй обычно нет. Оба типа мутаций выглядят как мутации, регулярно возникающие у насекомых — так что на Украине вы вряд ли увидите светящихся кузнечиков и гигантских мух, о которых пишут научные фантасты. Индивидуальные мутации вряд ли препятствуют выживанию насекомого, но если у него через несколько поколений накопятся новые мутации, то под давлением естественного отбора его приспособленность к внешним условиям может снизиться.
Биологическая реакция популяции на естественный отбор с негативными последствиями у животных и насекомых может отрицательно сказаться на всей экологии. С середины 1990-х годов ученые сообщают о том, что вокруг Чернобыля расплодилось множество лосей, кабанов и выдр. Однако последующие исследования показали, что для некоторых видов ситуация складывается далеко не идиллическая. У живущих в зоне отчуждения деревенских ласточек все чаще встречается альбинизм, или отсутствие нормальной пигментации, катаракта, а также отмечается снижение показателей репродукции и выживаемости.
«Картина у нас очень и очень неполная», — говорит Муссо, изучающий птиц и насекомых вокруг Чернобыля и японской Фукусимы. В 2009 году Муссо с коллегами обнаружил в 30-километровой зоне отчуждения вокруг Чернобыля снижение популяции бабочек, стрекоз и пауков по сравнению с другими местами, расположенными дальше от АЭС. Он отмечает: «Очень мало проводится исследований с целью скрупулезной оценки последствий радиоактивного заражения местности для популяции насекомых в этом районе».
Ученые все же знают, что некоторые виды менее подвержены воздействию радиации, чем другие. Возможно, что мутировавшие жуки могут приспособиться к таким трудным условиям. В своей работе, опубликованной на этой неделе в журнале Functional Ecology, Муссо с коллегами показал, что некоторые виды птиц, живущих в окрестностях Чернобыля, могли адаптироваться в условиях низких доз радиации. Изучая радиационное наследие Чернобыля, ученые также делают выводы о том, как в радиоактивном мире работает процесс эволюции.
Мир природы динамичен, и поэтому сложно предсказать, как будет выглядеть Чернобыль в будущем. Но наверное, те жучки-паучки с аномалиями в анатомии, которых запечатлела Хессе-Хонеггер, воодушевят будущих ученых на поиски разгадок этих экологических головоломок. Именно на это она и надеялась изначально.
