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(”Volvemos a Chernobyl”, versión en español más abajo)

It’s May again, so is time for us to get ready for a new season of field work in Chernobyl. This will be the fourth consecutive year that we will work in Ukraine trying to evaluate the situation of the wildlife living inside the Exclusion Zone. We will work once more in the Ukrainian side of the Exclusion Zone, which covers an area of about 2600 km2 and was established after the nuclear accident in 1986. In this area public access and settlement are still restricted. More than 30 years have pass since the accident, and the area maintains now high biodiversity, with animals like brown bears, wolves, lynxes, or 200 birds species living there. With our work we aim to evaluate the long-term effects that living in an area contaminated with radioactivity can have on this wildlife. At the same time, this setting allows us to test for the existence of rapid adaptation patterns to new environmental conditions, which may allow organisms to cope with chronic low levels of radioactive contamination.


In previous years, we have examined the responses to ionizing radiation in the Eastern treefrog (Hyla orientalis), sampling more than 250 individuals (adult males during the breeding season), across 12 different localities. These localities ranged from places with some of the highest levels of radioactive contamination in the world, to localities outside the exclusion Zone not affected by the radioactive fallout.


This year we will change the focus of our main research activities to other amphibians and other topics. Our main idea is to take tissue samples from adult individuals of the esculentus-complex, a group of three different water frog species: the edible frog (Pelophylax esculentus), the Centro European green frog (P. lessonae) and the marsh frog (P. ridibundus). Quite probably only esculentus and lessonae will be abundant in the Zone. The idea is to compare these samples with old samples that were collected in the Zone by Leo Borkin (Russian Academy of Sciences) soon after in the nuclear accident in 1987-1990. We have these samples at our UMIB lab, thanks to the efforts of our colleagues Spartak Litvinchuk (Russian Academy of Sciences) and Glib Mazepa (University of Lausanne). Our goal is to use these sample to examine the patterns of mutation accumulation, as well as possible genomic changes across time. This system has a very interesting particularity: Pelophylax esculentus is a hybrid species formed by the mating of the two parental species P. lessonae and P. ridibundus. More interesting, this species maintains hybridogenetic reproduction, which means that during gametogenesis, individuals discard the genome of one of the parental species and produce only gametes with the genome of the other parental species, without any recombination. After mating with the original parental species (a sexual host) the full genome is restored. This allow us to have a clonal genome from a vertebrate that has been living in the radioactive contaminated area from 30 years. So, we will be able to examine the accumulation of mutations and the genomic changes in this clonal genome, which has experience no recombination during all this time. A pretty unique opportunity.


Photo: Helge Busch-Paulick, Wikipedia

Our idea is to collect breeding individuals of these species in two of the original localities inside the Exclusion Zone where frogs were sampled in 1987-1990, as well as in a locality with high radiation levels that we have visited over the last three years (Azbuchyn lake, 1km from the nuclear power plant). We will visit also one locality outside the Exclusion Zone, near Slavutych, not affected by radioactive fallout that will act as an external control.


Pablo Burraco at Azbuchyn Lake, May 2018

This time, sampling should be an easy task as the species are abundant and we only need a small piece of tissue for our analyses, either a finger or a piece of interdigital membrane. The tricky part will be to differentiate the species, which are very very similar. Let’s see…

We also have old samples from the European fire-bellied toad (Bombina bombina), so we will try to catch some individuals of this species in the same localities as the esculentus frogs to do similar genomic analyses, this time in a species with normal sexual reproduction. Fire-bellied toads are also fairly abundant across the exclusion zone, although individuals are not always easy to locate despite the loud calls.


European fire-bellied toad (Bombina bombina). Photo: Marek Szczepanek. Wikipedia.

Apart of working with these amphibians, we will not forget our main target species during the previous years, the Eastern treefrog (Hyla orientalis). With this species we want to complete some small details of our coloration analyses, mainly trying to add some additional localities (and individuals) from outside of the Exclusion Zone. We also plan to perform a small experiment to look for quick plastic changes in coloration on these frogs, that will help us to understand a bit better the nature of the differences that we observe in the field.

Another additional task linked with the treefrogs will be to conduct additional sampling of environmental microbiome on the localities in which we have collected treefrogs on previous years. For all these frogs we have sampled both gut and skin microbiome, so sampling microbiome in water, soil and sediment will also help us to understand possible differences between localities and radiation levels, and to know more about the patterns of microbiome acquisition in the species. Once in Chernobyl, and if we have time, we will like to expand this sampling to many more water bodies (many of the ones we have visited in previous years, but without finding treefrogs) in order to perform a complete study of the factors that affect the diversity and composition of environmental microbiome in water bodies of the Chernobyl Exclusion Zone.


And, even more!! Once moving around the Zone, we will like to visit some areas used by the Przewalski’s horses in order to evaluate possible sampling procedures in order to obtain good, fresh fecal samples from this species. We have in mind to start a new project on these horses in collaboration with our friend and colleague Katerina Guschanski from Uppsala University (Sweden). This would be a very first step.


Of course, as in previous years, we (Pablo Burraco and I) will work together with our friend and colleague Sergey Gaschack (Chornobyl Center), the true expert of Chernobyl nature. This time, our other great colleague Jean-Marc Bonzom (IRSN-France), that was with us last year will not join us. We will miss you Jean-Marc!!


We will fly to Ukraine already this Sunday, and work in the country until the 4th June, starting our work inside the Exclusion Zone and moving out to Slavutych at the end of our stay. Eight pretty intense days of field work ahead, always looking for the warm, sunny weather needed for the frogs to be really active.


This year, for the first time, we will fly from our new location in Spain, at the UMIB-Research Unit of Biodiversity, joint research centre between the University of Oviedo and the Spanish Research Council-CSIC. And that means, among other things, that we will not have an easy direct flight as in previous years from Stockholm. Luckily the logistics this year are fairly simply, no dry-shipper for frozen sample storage for example!!!

As we did in all the previous years, we will give detailed information about our research activities in the field and the labs in Ukraine, and about how is it to move around the Exclusion Zone and work in a radioactive contaminated area as Chernobyl. We will maintain our classical daily updates on this blog, plenty of info in our Twitter accounts (@GOrizaola@pabloburraco, using the hashtag #ChernobylFrogs19) and also on Instagram (@gorizaola). Hopefully, this year we will work more in the field during daylight, so there may be chances for recording some videos in the Zone. Keep an eye!!

Please, if you have any questions, ask us by any of these media. I hope you like it!!

2019. Volvemos a Chernobyl


Es mayo de nuevo y eso significa que llega para nosotros el tiempo de una nueva temporada de trabajo de campo en Chernobyl. Este será el cuarto año consecutivo en el que trabajaremos en Ucrania para evaluar la situación de la fauna salvaje que vive dentro de la Zona de Exclusión. Trabajaremos una vez más en el lado ucraniano de la Zona de Exclusión, que cubre un área de aproximadamente 2600 km2 y que se estableció después del accidente nuclear en 1986. En esta área, el acceso público y el asentamiento aún están restringidos. Ahora, más de 30 años después del accidente el área mantiene una alta biodiversidad, estando ocupada por animales como osos pardos, lobos, linces o 200 especies de aves. Con nuestro trabajo, intentamos evaluar los efectos a largo plazo que la exposición crónica radioactividad puede tener sobre la fauna salvaje de la Zona. Al mismo tiempo, nuestro trabajo nos permite examinar si pudiesen existir patrones de adaptación rápidos a las nuevas condiciones ambientales que podrían permitir a los organismos hacer frente a esos niveles crónicos de bajo contaminación radiactiva a los que están expuestos en algunos lugares de la Zona de Exclusión.

En años anteriores, hemos trabajado examinando las respuestas frente a la radiación ionizante en la Ranita de San Antonio oriental (Hyla orientalis), tomando muestras de más de 250 individuos (machos adultos durante la temporada de reproducción), en 12 localidades diferentes. Estas localidades van desde lugares con algunos de los niveles más altos de contaminación radiactiva en el mundo, hasta localidades fuera de la Zona de exclusión no afectadas por la lluvia radioactiva.

Este año cambiaremos el enfoque de nuestras principales actividades de investigación a otros anfibios y otros temas. Nuestra idea principal es tomar muestras de tejido de individuos adultos del complejo esculentus, un grupo de tres especies diferentes de ranas acuáticas: la rana comestible (Pelophylax esculentus), la rana verde centroeuropea (P. lessonae) y la rana europea común (P. ridibundus). Probablemente, solo esculentus y lessonae serán abundantes en la Zona. La idea es comparar estas muestras con muestras antiguas que fueron recogidas en la Zona por Leo Borkin (Academia de Ciencias de Rusia) poco después en el accidente nuclear de 1987-1990. Tenemos estas muestras en nuestro laboratorio de la UMIB, gracias a los esfuerzos de nuestros colegas Spartak Litvinchuk (Academia de Ciencias de Rusia) y Glib Mazepa (Universidad de Lausana). Nuestro objetivo es utilizar estas muestras para examinar los patrones de acumulación de mutaciones, así como los posibles cambios genómicos a lo largo del tiempo. Este sistema tiene una particularidad muy interesante: Pelophylax esculentus es una especie híbrida formada por el apareamiento de las dos especies parentales, P. lessonae y P. ridibundus. Más interesante aún, esta especie mantiene una reproducción hibridogenética, lo que significa que durante la gametogénesis, los individuos descartan el genoma de una de las especies parentales y producen solo gametos con el genoma de las otras especies parentales, sin ninguna recombinación. Después de aparearse con la especie original parental (que actúa como huésped sexual) se restaura el genoma completo. Esto nos permite tener un genoma clónico de un vertebrado que ha estado viviendo en el área contaminada desde hace unos 30 años. De esta manera, podremos examinar la acumulación de mutaciones y los cambios genómicos en este genoma clónico, que no ha experimentado recombinación durante todo este tiempo. Una oportunidad única.

Nuestra idea es recolectar individuos reproductores de estas especies en dos de las localidades originales dentro de la Zona de Exclusión donde se tomaron muestras en 1987-1990, así como en una localidad con altos niveles de radiación que hemos visitado en los últimos tres años (Azbuchyn lake, a 1km de la central nuclear). También visitaremos una localidad fuera de la Zona de Exclusión, cerca de Slavutych, que no se vio afectada por el accidente nuclear y que actuará como control externo.

Esta vez, el muestreo debería ser una tarea fácil ya que estas ranas son abundantes en la Zona y sólo necesitamos un pequeño trozo de tejido para nuestros análisis, ya sea un dedo o un trozo de membrana interdigital. La parte difícil será diferenciar las especies, que son muy, muy similares…

También tenemos muestras antiguas de sapo de vientre de fuego (Bombina bombina), por lo que también intentaremos capturar algunos individuos de esta especie en las mismas localidades que las ranas anteriores para realizar análisis genómicos similares, esta vez en una especie con reproducción sexual normal. Los Bombina son también bastante abundantes en la zona de exclusión, aunque los individuos no siempre son fáciles de localizar a pesar de las fuertes cantos reproductores de los machos.

Además de trabajar con estos anfibios, no olvidaremos a la especie que ha constituido nuestro principal objetivo de estudio durante los años anteriores, la Ranita de San Antonio oriental (Hyla orientalis). Con esta especie queremos completar algunos pequeños detalles de nuestros análisis de coloración, principalmente tratando de agregar algunas localidades adicionales de fuera de la Zona de Exclusión. También planeamos realizar un pequeño experimento para buscar cambios plásticos rápidos en la coloración de estas ranas, que nos ayudarán a comprender un poco mejor la naturaleza de las diferencias que observamos en el campo.

Otra tarea adicional vinculada con las Hyla será realizar un muestreo del microbioma ambiental en las localidades en las que hemos recolectado individuos en años anteriores. Para todas estas ranas, hemos muestreado microbioma intestinal y de piel, por lo que el muestreo de microbioma en agua, suelo y sedimento nos ayudará a comprender mejor las posibles diferencias entre localidades y niveles de radiación, y a conocer más sobre los patrones de adquisición de microbioma en la especie. Una vez en Chernobyl, y si tenemos tiempo, nos gustaría ampliar este muestreo a más zonas acuáticas (muchas de ellas ya visitadas en años anteriores, pero sin capturar ranas allí). Esto nos serviría para realizar un estudio completo de los factores que afectan la diversidad y la composición del microbioma ambiental en las zonas acuáticas de la Zona de Exclusión de Chernobyl.

Y, aún más!! Una vez en la Zona, nos gustaría visitar algunas áreas utilizadas por los caballos de Przewalski para evaluar posibles procedimientos de muestreo de muestras fecales frescas en esta especie. Tenemos en mente comenzar un nuevo proyecto sobre estos caballos en colaboración con nuestra amiga y colega Katerina Guschanski de la Universidad de Uppsala (Suecia), por lo que establecer un buen protocolo de recogida de muestras sería un gran primer paso.

Por supuesto, como en años anteriores, trabajaremos (Pablo Burraco y yo) junto con nuestro amigo y colega Sergey Gaschack (Centro Chornobyl), el gran experto de la naturaleza de Chernobyl. Esta vez, nuestro otro gran colega, Jean-Marc Bonzom (IRSN-Francia), que estuvo con nosotros el año pasado, no se podrá unir a nosotros. Te echaremos de menos Jean-Marc!!

Nuestra campaña de trabajo empieza este mismo domingo en le que volaremos a Ucrania, trabajando en el país hasta el 4 de junio. Comenzaremos nuestro trabajo en la Zona de Exclusión, para después movernos hacia Slavutych, y visitar zonas no afectadas por el accidente nuclear. Tenemos por delante ocho días de trabajo de campo intenso, siempre con un ojo en el parte meteorológico en busca de calor y buen tiempo, que son las condiciones ambientales ideales para que estos anfibios estén activos.

Este año, por primera vez, volaremos desde nuestra nueva ubicación en España, en la UMIB-Unidad Mixta de Investigación de Biodiversidad, centro de investigación conjunto entre la Universidad de Oviedo y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas-CSIC. Y eso significa, entre otras cosas, que no tendremos un vuelo directo fácil como en años anteriores desde Estocolmo. Afortunadamente, la logística de este año es más sencilla que en años anteriores, por ejemplo no necesitamos nitrógeno líquido ni transportar ese contenedor (dry shipper) que tantos problemas nos ha dado en otros años!!

Como hemos hecho en todos los años anteriores, intentaremos dar información detallada sobre nuestras actividades de investigación en el campo y los laboratorios, y sobre cómo es moverse y trabajar dentro de la Zona de Exclusión de Chernobyl. Mantendremos otro año más nuestras actualizaciones diarias clásicas en este blog, mucha más información en nuestras cuentas de Twitter (@GOrizaola, @pabloburraco, usando el hashtag #ChernobylFrogs19) y también en Instagram (@gorizaola). Si todo va bien, este año trabajaremos más en el campo durante el día, por lo que deberíamos tener posibilidades de grabar algunos videos en la Zona. A ver si hay suerte!!

Y, si alguien tiene alguna pregunta, por favor que no dude en hacerla por cualquiera de estos medios!!