Петр Образцов - Удивительные истории о существах самых разных
Это необычное исследование было проведено международной группой во главе с Силвейном Чарлетом из Университетского колледжа Лондона. Доктор Чарлет подчеркивает, что им удалось обнаружить случай невероятно быстрой дарвиновской эволюции — при обычном ходе вещей для закрепления признака у бабочек должны пройти сотни лет. Теперь же почти у каждой мадам Баттерфляй появился свой, отдельный месье.
Радиоактивная лисичкаЕсли механизм появления новых генов у бабочек пока не очень понятен, то в случае животных, живших вблизи Чернобыльской АЭС, все ясно: мутации произошли из-за радиоактивного облучения после взрыва четвертого реактора. Произошел даже, как говорят специалисты, эволюционный всплеск. Взрыв этого реактора, ставший символом конца советской эпохи, описан в тысячах публикаций, а результаты воздействия радиации на человека — в сотнях статей в медицинских журналах. Однако в «Зоне» жили не только люди, но и животные, и с некоторыми из них произошли удивительные изменения. Например, украинские ученые Геннадий Поликарпов и Виктория Цицугина из Института биологии южных морей Национальной АН Украины в Севастополе установили, что черви-гермафродиты в чернобыльской зоне перешли к половому размножению.
«Едем по „зоне“, проверяем, всех ли людей вывезли. Уже июнь, стоит жара. Скотину забили и туши закопали, а за курами гоняться не стали, и их расплодились миллионы, все время под „газик“ норовят попасть, — рассказывал автору этой книги один радиолог. — И вот в одной деревне видим: прямо на майдане лежит распухшая от курятины, обожравшаяся лиса, еле дышит, а по ней куры так и ходят…» Это один из немногих достоверных рассказов о поведении диких и домашних животных вблизи аварии. Многочисленные байки о двухголовых телятах и трехногих курицах в запретной зоне Чернобыльской АЭС научно недостоверны и статистически не обработаны. А вот исследование Геннадия Поликарпова и Виктории Цицугиной о воздействие радиоактивного загрязнения не на человека, а на другие живые организмы — добросовестная научная работа.
Ученые сравнили половое поведение одних и тех же видов червей, обитающих в двух озерах — одно внутри, другое вне 20-километровой зоны вокруг АЭС. Уровень радиации в чернобыльском озере превышает уровень радиации в отдаленном озере в двадцать раз, в остальном же озера практически не отличаются друг от друга и имеют близкие химический состав и температуру. Изучались черви, проживающие в донных осадках озер, — видов Nais pardalis, Nais pseudobtusa и Dero obtusa.
Украинским гельминтологам удалось показать, что первые два вида червей-гермафродитов перешли к половому способу размножения — возможность такого перехода заложена в их генах. В радиоактивном чернобыльском озере 22 процента особей вида Nais pardalis «занялись сексом», в незагрязненном же озере только пять процентов. У вида Nais pseudobtusa эти показатели оказались равными 23 и 10 % соответственно. Впрочем, черви третьего вида Dero obtuse от секса уклонились.
Ученые объясняют свое открытие тем, что переход к половому размножению — это попытка червей защитить себя от радиации. Дело в том, что такой способ воспроизводства способствует естественному отбору более устойчивых к радиации потомков. С этим согласен и заведующий лабораторией экологии прибрежных донных сообществ Института океанологии РАН, кандидат биологических наук Никита Кучерук, которого я попросил прокомментировать сообщение украинцев.
«Эти черви, по-видимому, относятся к протерандрическим организмам, которые в своем развитии проходят сначала стадию самца, а потом — самки. Смена пола у гермафродитных низших беспозвоночных случается достаточно часто. Если количество мутаций ДНК, вызываемое, например, повышенным радиоактивным фоном, особенно велико, то живому существу действительно „выгодно“ перейти к половому размножению. Такое явление известно не только у низших животных. В озере Карачай, где произошла авария с выбросом огромных количеств радиоактивных веществ, водятся двуполые карпы и однополые серебряные караси (самки). Так вот карпа хочется сразу положить на сковородку (но нельзя, сильно „светит“), а у карасей часто нет глаз, хвоста, и чешуя порой растет не к хвосту, а к голове».
Напомним, что вопросами воздействия радиации на живые организмы занимался еще великий Тимофеев-Ресовский, и как раз вблизи озера Карачай. Огромное количество экспериментов по радиационному воздействию на культурные растения провел другой наш знаменитый ученый Иосиф Раппопорт. Вообще, в советские годы, особенно в начале 1950-х, от радиации в малых дозах ожидали многого, воспринимая ее как чуть ли не «эликсир жизни». Более того, существует теория, выдвинутая и поддерживаемая вполне авторитетными учеными, что превращение примитивных гоминидов в homo sapiens произошло в рифтовой долине Восточной Африки как раз под действием радиации.
Неужели перволюди были гермафродитами и именно радиация, как мечом, разделила их на пары? Не тогда ли родился миф о вечном поиске своей второй половины?
Вкусные электроныОказывается, радиация может не только приводить к генетическим изменениям, но стать в определенном смысле пищей для некоторых живых организмов. Вокруг того же самого объекта «Укрытие» (саркофага над четвертым блоком) Чернобыльской АЭС были обнаружены грибы, парадоксальным образом использующие для своего развития — так сказать, в личных целях — остаточное радиоактивное излучение разрушенного блока. Грибы — вообще особое дело. Лишь во второй половине XX века они были выделены из царства растений и образовали «третье царство» природы, после растений и животных. С растениями их сближает «привязанность» к месту произрастания и рост в течение всей жизни, а с животными — отсутствие фотосинтеза и питание уже готовым органическим материалом. От таких простейших организмов, как бактерии, грибы отличает наличие ядра в клетке.
Мы обычно отождествляем грибы с их плодовым телом, и наше воображение рисует упругий боровик или смертельно-нежную бледную поганку. Однако основа гриба — его мицелий (грибница): он представляет собой сеть из тонких волокон, которая зачастую охватывает огромные территории. Подсчитано, что вес некоторых грибниц достигает нескольких сотен тонн, и, таким образом, это самые крупные живые «существа» на планете. Кавычки можно даже убрать.
Грибы неприхотливы, растут где угодно, в самых, казалось бы, неблагоприятных для жизни условиях. Последнее доказательство — обнаружение микроскопических грибов Cladosporium sphaerospermum, Cryptococcus neoformans и Wangiella dermatitidis в почве вокруг Чернобыльской АЭС и даже внутри саркофага. Исследователи с факультета радиоизотопной медицины Медицинского колледжа имени Альберта Эйнштейна в Бронксе (Нью-Йорк, США) обнаружили эти грибы, а затем провели модельные эксперименты, которые показали, что грибы буквально «питаются» радиацией, предпочитая бета-распад радиоактивного цезия-137.
Этот изотоп, выброшенный из зоны реактора при взрыве на станции в 1986 году, имеет период полураспада 30 лет. Для практически полного распада радиоактивного элемента требуется 6 времен полураспада (50 % + 25 % + 12,5 % + 6,25 % + 3,125 % + 1,5625 % = 98,4375 %). Отсюда следует, что весь цезий-137 распадется только через 180 лет после аварии, а пока прошла только четверть века. Однако большой опасности для человека этот изотоп не представляет — радиоактивный цезий излучает электроны (это и есть бета-распад), которые задерживаются даже листом бумаги. Разве только излучающая частица вещества попадет в организм, задержится там и начнет непосредственно облучать какой-либо важный орган (аналогичная ситуация с альфа-распадом — альфа-частицы легко задерживаются, но внутри организма убивают его клетки; так был отравлен полонием-210 известный Литвиненко).
Исследователи обнаружили, что в присутствии цезия-137 все три вида грибов развиваются гораздо быстрее и наращивают значительно большую массу. Более того, микроскопические грибы тянутся к источнику излучения, как подсолнух к солнцу, при этом у них ускоряется выработка меланина — пигмента, который защищает человека от вредного ультрафиолетового излучения. Меланин в грибах служит некоторым аналогом хлорофилла, однако лишь «некоторым». Хлорофилл — это та молекула, на которой, под действием света, происходит соединение углекислого газа воздуха с водой (фотосинтез) и образуется органическое вещество. Однако в грибах фотосинтез не протекает, и роль излучения цезия-137 сводится, по-видимому, к активации процесса образования меланина и «тела» гриба.
Таким образом, грибы не просто выживают, а наслаждаются своими невероятными условиями обитания. Никаких других живых существ в «горячей» зоне чернобыльского реактора нет.
Чего не скажешь о 30-километровой «Зоне» вокруг реактора, из которой в свое время были вывезены люди и в которой были уничтожены облученные домашние животные. Зато прекрасно расплодились дикие! «Зона» сейчас — любимая площадка биологов для изучения популяций диких животных в условиях практически полного отсутствия человека.
