В Чернобыле и Фукусиме радиация серьёзно навредила дикой природе

Крупнейшая ядерная катастрофа в истории произошла более 30 лет назад на Чернобыльской АЭС в бывшем тогда Советском Союзе. Взрывы и ядерный огонь в 10 дней привели к выбросу огромного количества радиации в атмосферу и загрязнили обширные районы Европы и Евразии. По оценкам Международного агентства по атомной энергии, Чернобыль выпустил в атмосферу в 400 раз больше радионуклидов, чем бомба, сброшенная на Хиросиму в 1945 году.

Радиоактивный цезий Чернобыля всё ещё можно обнаружить сегодня в пищевых продуктах. А в некоторых частях центральной, восточной и северной Европы многие животные, растения и грибы всё ещё содержат столько радиации, что они небезопасны для потребления человеком.

Первая атомная бомба взорвалась в Аламогордо (штат Нью-Мексико) более 70 лет назад. С тех пор было испытано более 2000 атомных бомб, в результате чего радиоактивные частицы попали в атмосферу. Более 200 малых и крупных аварий произошло на ядерных объектах. Но эксперты и группы защиты по-прежнему активно обсуждают последствия радиации для здоровья и окружающей среды.

Однако в последнее десятилетие популяционные биологи добились значительного прогресса в документировании того, как радиация влияет на растения, животных и микробов. Профессор биологических наук Университета Южной Каролины Тимоти А. Муссо и его коллеги проанализировали эти эффекты в Чернобыле, Фукусиме и в природных, загрязнённых радиацией, регионах планеты.

Их исследования дают новое фундаментальное представление о последствиях постоянного воздействия нескольких доз ионизирующей радиации на поколения вперёд. Что наиболее важно, учёные обнаружили, что радиация причиняет вред индивидуальному организму различными способами. Совокупное воздействие этих радиоактивных травм приводит к уменьшению численности населения и биоразнообразия в районах с повышенным радиоактивным фоном.

Сильное воздействие Чернобыля

Радиационное облучение вызвало множественное генетическое повреждение и увеличило уровень мутаций у многих организмов в Чернобыльской области.

На данный момент мы нашли мало убедительных доказательств того, что многие организмы эволюционируют, чтобы стать более устойчивыми к радиации.

Эволюционная история организмов может сыграть большую роль в определении их уязвимости к радиации. В исследованиях команды профессора Муссо виды, которые исторически показали высокую частоту мутаций, такие как деревенская ласточка или ласточка-касатка (Hirundo rustica), зелёная пересмешка (Hippolais icterina) и черноголовая славка (Sylvia atricapilla), являются одними из наиболее вероятных видов, подверженных к сокращению всей популяции Чернобыля. Гипотеза исследователей состоит в том, что виды различаются по своей способности восстанавливать ДНК, а это влияет как на скорость замещения ДНК, так и на восприимчивость к радиации.

Как у людей, выживших после атомных бомб в Хиросиме и Нагасаки, птицы и млекопитающие в Чернобыле имеют катаракту в глазах и меньший мозг. Это прямые последствия воздействия ионизирующего излучения на воздух, воду и пищу. Как и у некоторых больных раком, проходящих лучевую терапию, многие птицы имеют деформированную сперму. В наиболее радиоактивных районах до 40 процентов самцов полностью стерильны, в период размножения у них отсутствуют сперматозоиды в репродуктивных путях.

Опухоли, предположительно раковые, очевидны у некоторых птиц в районах с высокой радиацией. Присутствуют нарушения в развитии у некоторых растений и насекомых.

Учитывая неопровержимые доказательства генетического ущерба и травм отдельных индивидуумов, неудивительно, что популяции многих организмов в сильно загрязнённых районах сократились. В Чернобыле все основные группы животных, которых мы обследовали, были менее многочисленными в более радиоактивно загрязнённых районах, включая птиц, бабочек, стрекоз, пчёл, кузнечиков, пауков, крупных и мелких млекопитающих.

Не у каждого вида наблюдается одинаковая картина снижения численности. Многие виды, в том числе волки, не проявляют влияния радиации на плотность своей популяции. Несколько видов птиц более многочисленны в радиоактивных районах.

В обоих случаях более высокие цифры могут отражать тот факт, что в высокорадиоактивных районах существует мало конкурентов или хищников для этих видов.

Кроме того, обширные районы Чернобыльской зоны отчуждения в настоящее время не так сильно загрязнены и, по-видимому, служат убежищем для многих видов. В одном отчёте, опубликованном в 2015 году, дикие животные в чернобыльской экосистеме, такие как дикий кабан и лось, описываются как процветающие виды. Но почти все документированные последствия радиации в Чернобыле и Фукусиме доказывают то, что отдельные виды, подвергшиеся воздействию радиации, получают серьёзный вред.

Могут быть исключения. Например, вещества, называемые антиоксидантами, могут нейтрализовать повреждение ДНК, белков и липидов, вызванное ионизирующим излучением. Уровни антиоксидантов, которые есть у людей в организме, могут сыграть важную роль в снижении ущерба от радиации. Существует доказательство того, что некоторые птицы адаптировались к радиации, изменив способ использования антиоксидантов в своём организме.

Параллели на Фукусиме

Исследователи проверили достоверность своих чернобыльских исследований, повторив их в Фукусиме (Япония). В результате потери мощности и плавления активной зоны на трёх ядерных реакторах в 2011 году было выпущено примерно на одну десятую часть радиоактивного материала больше, чем в результате аварии на Чернобыльской АЭС.

В целом, наблюдаются сходные тенденции снижения численности и разнообразия птиц, хотя следует обозначить, что некоторые виды более чувствительны к радиации, чем другие. Учёные также обнаружили снижение численности некоторых насекомых, таких как бабочки, которые могут отражать накопление вредных мутаций в течение нескольких поколений.

Исследования в Фукусиме получились более глубокими ввиду собранных ранее данных о дозах облучения, полученных млекопитающими. В одной статье учёные объединились с радиоэкологами, чтобы реконструировать дозы, которые получили 7000 птиц. Параллели, которые мы обнаружили между Чернобылем и Фукусимой, дают убедительные доказательства того, что радиация является основной причиной воздействия, которые наблюдаются в обоих местах.

Некоторые члены сообщества по радиационному регулированию не спешат признавать, что ядерные аварии наносят ущерб дикой природе:

• финансируемый США Чернобыльский форум спровоцировал мысль о том, что авария положительно повлияла на живые организмы в зоне отчуждения из-за отсутствия там человеческой деятельности;
• доклад 2013 года Научного комитета ООН о воздействии атомной радиации, прогнозирующей минимальные последствия для биоты животных и растений в регионе Фукусима.

К сожалению, эти официальные оценки были в значительной степени основаны на предсказаниях теоретических моделей, а не на прямых эмпирических наблюдениях за растениями и животными, живущими в этих регионах. Основываясь на наших исследованиях и исследованиях других учёных, в настоящее время известно, что животные, живущие в условиях полного спектра стрессов в природе, гораздо более чувствительны к воздействию радиации, чем считалось ранее. Хотя полевым исследованиям иногда не хватает параметров, необходимых для точных научных экспериментов, которые компенсируются более реалистичным описанием природных процессов.

Акцент данных исследований сделан на документировании воздействия радиации в «естественных» природных условиях с использованием «диких» организмов, открытия которых помогут нам подготовиться к возможной следующей ядерной аварии. Эта информация абсолютно необходима, если мы хотим защитить окружающую среду, живые организмы и экосистемные услуги, которые поддерживают всю жизнь на этой планете.

В настоящее время в мире эксплуатируется более 400 ядерных реакторов, 65 из которых находятся на стадии строительства, а ещё 165 — в стадии заказа или планирования.

Все действующие атомные электростанции генерируют большое количество ядерных отходов, которые необходимо будет хранить в течение тысячелетий. Учитывая это, а также вероятность будущих инцидентов или ядерного терроризма, важно, чтобы учёные узнали как можно больше о воздействии этого загрязнения на окружающую среду, а также о возможном устранении последствий будущих инцидентов и оценке риска на основе доказательств при разработке энергетических политик.

Тимоти А. Муссо для журнала The Conversation.