Ю. Одум - Основы экологии (1975) (1135319), страница 163
Текст из файла (страница 163)
2. СРАВНИТЕЛЬНАЯ РАДИОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ Разные виды организмов сильно различаются по своей способнасти выдерживать большие дозы облучения. На фнг. 223 показана сравнительная чувствительность представителей трех разных типов организмов к некоторым дозам рентгеновских или гамма-лучей.
Большие дозы, получаемые организмом за короткое время (минуты или часы), называют острыми дозами в противоположность хроническим дозам сублетального облучения, которые организм мог бы выдерживать на протяжении всей своей жизни. Вертикальные черточки слева указывают уровни, при которых у более чувствительных видов данной группы могут возникнуть серьезные нарушения функции размножения (иапример, временная или постоянная стерильность). Черточки справа указывают уровни, которые вызывают ~немедленную гибель, большей части особей (50«/А и выше) более устойчивых видов. Стрелки, направленные влево, указывают нижние границы доз, которые могут вызывать гибель илн повреждение чувствительных стадий жизненного цикла, например эмбрионов. Так, доза 200 рад вызывает гибель эмбрионов некоторых насекомых на стадии дробления, доза 5000 рад приводит к стерильности, но для того чтобы убить всех взрослых особей более устойчивых видов, потребовалась бы доза !00000 рад.
В общем млекопитающие обладают наибольшей чувствительностью, а микроорганизмы наиболее устойчивы. Семенные растения и низшие позвоночные находятся где-то между насекомыми и млекопитающими. Как показывает ббльшая часть исследований, наиболее чувствительны к облучению быстро делящиеся клетки (этим объясняется снижение чувствительности с возрастом). Поэтому любой компонент системы (будь то часть организма, одна особь нли популяция), претер- Гя. 17. РАДИАЦИОННАЯ ЭКОЛОГИЯ о 17 !О 1Оз 1О' Лола, раО Фиг.
к23. Сравнительная чувствительность трех разных организмов к единичной острой дозе рентгеновских или гамма-лучей (объяснения — в тексте). 10 певающий быстрый рост, окажется, вероятно, восприимчивым к сравнительно низкому уровню излучения независимо от своего систематического положения. Воздействие низких хронических доз измерить сложнее, так как они могут вызывать отдаленные генетические и соматические эффекты. Спарроу (1962) сообщает, что хроническое облучение сосны (которая обладает сравнительно высокой чувствительностью) на протяжении 1О лет при дозе 1 Р в день (суммарная доза 25 000 Р) вызывает примерно такое же уменьшение скорости роста, как и острая доза 60 Р.
Любое повышение уровня излучения в среде над фоновым или даже высокий естественный фон может повысить частоту вредных мутаций (подобно многим химическим веществам, добавляемым к пищевым продуктам, действию которых подвергает себя современный человек). У высших растений чувствительность к ионизирующему излучению прямо пропорциональна размеру клеточного ядра, а точнее, объему хромосом или содержанию ДНК (Спарроу и Эванс, 1961; Спарроу и Вудвелл, 1962; Спарроу и др., 1963).
Как показано на фиг. 224, при изменении объема хромосом их чувствительность к облучению изменяется почти на три порядка. Растения с большим объемом хромосом гибнут при острой дозе ниже 1000 рад, тогда как растения с мелкими хромосомами или малым их количеством устойчивы к дозе 50000 рад или выше. Такая зависимость свидетельствует о том, что при увеличении хромосомной «мишени» повышается вероятность прямого «попадания» атомных «выстрелов». У высших животных ие обнаружено такой прямой зависимости между чувствительностью и клеточной структурой; для них более важное значение имеет чувствительность отдельных систем органов. Так, млекопитающие плохо переносят даже низкие дозы вследствие высокой чувствительности к облучению быстро делящейся кроветворной ткани костного мозга.
Многие исследователи сообщают, что ЛД-50 (доза, при которой гибнет 50о)о особей в популяции) для некоторых диких грызунов примерно вдвое выше, чем для лабораторных белых мышей или белых крыс (Гамбино и Линдберг, 1964; Голли и др., 1965; Данеуэй и др., !969), но удовлетворительного объяснения причин такого различия между близкородственными видами пока не найдено. Дифференциальная чувствительность представляет значительный экологический интерес.
Для того чтобы та или иная система могла переносить более высокий уровень излучения, чем тот, при котором она эволюционировала, должна произойти адаптация, возможно сопровождающаяся элиминацией чувствительных линий или видов. В равд. 3 этой главы приведены примеры уменьшения видового разнообразия и изменения в структуре сообщества, обусловленного радиацией.
Радиационный стресс может изменить основные межпопуляционные взаимодейст- 578 ЧАСТЬ З. ПРИКЛАДНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЭКОЛОГИИ 1ПО 4яиг. 224. Зависимость между объемом интерфазных хромосом и острой летальной дозой н килорентгенах (1 кР = 10'Р) (по Спарроу, Шейрер и Спарроу, 1963). предсяянлены денные по следувтнм вндям: ! — Тгплит угопбпгогит! 2 — Роборьунит оена1итя 6 — Нуаст!Ьия Ь ч. !ппосепсс Я вЂ” Еыит 1опгпногит! 6 — Смогорну!ит ега!ит! 6 — Деа таун; 1 — Арлапт1ярлия л41ггоьаям! 6 — Сгеры сор!Наг(я! Я вЂ” Белит Ыгпа!ит! !Π— Ьусорегя!сит еяси!еп!ит; п — о!об!о!из ч.
11. Рг!епбзыр; гу — Мел!да яр!са!а; ы — зебит огуяцопит! 16 — зебит !Мса рит; !6 — белит апгея чяг. пака!сжалит! 16 — Велит гирогауит. Объем хромосом определялся леленнем среднего обьемн ядра ня число хромосом. Объем хромосом (х) н острая летальная дозз (у) связаны урзвненнем 1ку= 1,б9122 — (0,93026) 1ях. вия, например равновесие между хищниками и жертвами, как показала Ауэрбах (1968) в экспериментах с !клещами, или вызвать внезапное нашествие вредителей. Здесь нам нужно обратить внимание на порядок величины доз естественного, нли фонового, излучения, к которым организмы, так сказать, привыкли.
Радиационный фон имеет три основных источника: 1) космические лучи; 2) калий-40 (п у(уо (входящий в состав живых тканей) и 8) внешнее облучение от радия и других природных радиоактивных изотопов, встречающихся в горных породах и почве. Дозы, создаваемые каждым из этих трех источников, в пяти разных участках оцениваются следующим образом (в миллирадах в год, см. Поликарпов, 1966): Осадочные породы на уровне моря: Гранитная скала на уровне моря: Гранитная скала на высоте 3000 и: Поверхность моря: Море на глубине 100 м: 35+17+23= 75 35+ 17+90 = 142 100+ 17+90 = 207 35+28+ 1= 64 1428+ 1= 30 Возможно, что для радиационных эффектов нет никакого порога. Генетики пришли к выводу, что для мутагенного действия излучения пороговой дозы не существует. В настоящее время мы прибегаем к временным мерам, устанавливая «мнннмальные допустимые уровни» для дозы облучения и для количества разных радиоактивных изотопов в среде.
Это неплохая практика, если при этом помнить, что такие допустимые уровни фактически не соответствуют никаким известным порогам. На самом деле в течение последних десяти лет «допустимые уровни» для человека дважды пересматривались в сторону снижения, В общем все понимают, что, поскольку человек, по-видимому, обла!Дает самой высокой из всех живых существ чувствительностьюк!излучению, все мы должны постоянно контролировать уровень радиации и Сохранять ее на низком уровне в той микросреде, где человек фактически живет. Лаутит (1966) резюмирует эту точку зрения следующим обра- и ь( Ь) $ йо сь ),о !оо (оп !поп Опади хромосоме! 6 ингиер~ияе, мктз ГЛ.
1К РАДИАЦИОННАЯ ЭКОЛОГИЯ зом: «Мы убеждены, что если человек обеспечит радиобиологическую защиту самому себе, то в остальном природа, за немногими иоключениямн, также позаботится о себе сама». Это очень Опасное переупрощение. Радиоактивное загрязнение почвы, океанов и других сред, в которых человек фактически не живет, будет тем не менее влиять на необходимую человеку систему жизнеобеспечения.
Больше того, в равд. 4 и 5 этой главы приводятся данные, которые показывают, что любое радиоактивное вещество с большим периодом полураспада, попавшее в среду в любом месте биосферы, рано или поздно попадет в организм человека. Чтобы оградить человека от радиобиологической опасности, мы должны достаточно заботливо относиться и к экоснстеме. Дифференциальная чувствительность к излучению в пределах одного вида используется для борьбы с насекомыми.
Как отмечалось в гл. 16, равд. 7, радиационная стерилизация является одним из видов оружия в арсенале «интегральной» борьбы с вредителями. Самцов ЕисП(а тас(1(аг(а, например, стерилизовали острой дозой около 5000 Р, что мало влияло на жизнеспособность и поведение этих мух. Стерилизованные самцы, выпущенные в дикую популяцию, нормально Опаривались, но никакого потомства, конечно, от этого не получалось. Наводнив природную популяпию большим количеством стерильных самцов, удалось подавить численность этого основного врага животноводства на юге США (Баумхофер и др., 1955; Найплинг, 1960). Обзор по использованию этой возможности для подавления численности популяций см.
Бушленд (1960), Найплинг (1964, 1965, 1967), Кэткомп (1967) и Лоусон (1967). 3. РАДИАЦИОНИЫЕ ЭФФЕКТЫ ИА ЭКОСИСТЕМИОМ УРОВНЕ Сейчас во многих местах изучают влияние гамма-излучения на целые сообщества и экосистемы. В качестве источников гамма-излучения используют кобальт-60 или цезий-137 с активностью 10000 Ки или больше, которые помещались на полях и в лесу — в Брукхеивенской национальной лаборатории на Лонг-Айленде (Вудвелл, 1962 и 1965), в тропическом дождевом лесу в Пуэрто-Рико (Г. Одум и Пиджин, 1970 и в пустыне в Неваде (Френч, 1965). Влияние реакторов без защиты (которые испускают нейтроны и гамма-лучи) на поля и леса изучали в Джорджии (Платт, 1965) и в Окриджской национальной лаборатории в Теннесси (см. Уизерспун, 1965 и 1969).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
