Как это ни печально, но использование атомной энергии в военных и мирных целях привело к массовому облучению людей. Всем известны трагедии Хиросимы, Нагасаки и Чернобыля, когда десятки тысяч людей подверглись воздействию ионизирующей радиации. Кроме того, в нашей повседневной жизни мы часто сталкиваемся с радиацией, например, проходя рентгенологические обследования в больницах и поликлиниках. Возникает естественный вопрос - каковы генетические последствия воздействия радиации на человека?
Первое и до настоящего времени единственное широкомасштабное изучение генетических последствий воздействия радиации на человека было проведено американскими и японскими исследователями в Хиросиме и Нагасаки. Эти работы начались в 1946 году, то есть практически сразу после капитуляции Японии. Взрывы атомных бомб в Хиросиме и Нагасаки привели к одномоментной гибели десятков тысяч людей и массовому облучению выживших. В то время эффекты радиации были практически неизвестны, поэтому американское правительство приняло решение о проведении всестороннего изучения последствий взрывов для населения двух городов. Тогда, волею случая, в американской армии служил лейтенант медицинской службы Джеймс Нил, который до войны активно занимался генетическими исследованиями на дрозофиле. Ему было поручено научное руководство этими работами, которые сразу же приобрели ярко выраженную генетическую направленность.
Следует отметить, что в то время генетика человека как наука практически не существовала. Ученые даже не знали, сколько хромосом в ядре клетки человека. Поэтому с самого начала было принято решение исследовать частоту мертворождений, смертность, пороки развития и заболеваемость среди потомков облученных родителей. Позже, по мере развития генетики человека, у детей начали изучать изменчивость хромосом и некоторых генов. В конечном итоге была проведена колоссальная работа по анализу десятков тысяч потомков облученных родителей. Основной результат этих работ - полное отсутствие влияния эффектов радиации на изученные признаки. При этом многие родители получили достаточно высокие дозы облучения при взрывах бомб. При таких дозах генетические последствия радиации выявляются у мышей - наиболее близкого к человеку организма в радиационной биологии. Почему так получилось?
Ответ на этот вопрос лежит в самой природе признаков, изученных у японских детей. Причина смерти ребенка или его подверженности заболеваниям определяется, грубо говоря, либо воздействием неблагоприятных факторов среды (например, инфекция), либо наличием определенных генетических признаков, отрицательно сказывающихся на ребенке. Если говорить о наследственных факторах, то ребенок может умереть (заболеть) или благодаря неблагоприятным генетическим признакам, унаследованным от родителей, или потому, что он является носителем новой вредной мутации. Согласно современным данным, не более 5 процентов случаев всей детской смертности связаны с мутациями. Предположим для простоты, что в Японии до взрывов детская смертность составляла 1 процент, а частота мутаций после взрывов возросла в 2 раза. При этом даже двукратное увеличение частоты мутаций привело к очень незначительному увеличению общей детской смертности, обнаружить которое практически невозможно. Следовательно, изучение детской смертности не позволяет обнаружить генетических последствий воздействия радиации у человека.
Помимо смертности и заболеваемости, у японских детей были изучены некоторые аномалии хромосом и мутации в ряде генов. Многие хромосомные мутации очень вредны для человека, в своем большинстве приводят к гибели плода (то есть к выкидышам), и их частота очень низка среди новорожденных. Теоретически, радиация должна приводить к существенному увеличению частоты хромосомных аномалий у человека, но понятно, что изучать этот процесс надо среди плодов, а не среди новорожденных. Подобные работы в Японии не проводились. Что касается большинства генов, кодирующих белки, то частота мутаций среди них очень низка. Надо исследовать по меньшей мере 100 тысяч детей, чтобы найти одну мутацию по определенному гену. Ясно, что если после взрывов эта частота даже сильно изменилась, то обнаружить это можно, изучив не десятки (как это было сделано в реальности), а сотни тысяч детей.
Если подвести итоги многолетних генетических исследований в Хиросиме и Нагасаки, то они неутешительны. Были затрачены колоссальные средства, в работе принимали участие сотни американских и японских исследователей, а в результате стало очевидно, что радиационная генетика человека находится в тупике. Причина тому - полное отсутствие адекватных экспериментальных подходов к изучению генетических последствий воздействия радиации у человека. Если это так, то надо искать новые генетические подходы.
В середине 80-х годов у человека и других живых организмов был открыт новый класс последовательностей ДНК, получивших название минисателлиты. Они состоят из относительно коротких повторяющихся фрагментов ДНК длиной 10-60 нуклеотидов, собранных вместе подобно вагонам в поезде. Мутации в минисателлитах приводят к изменению числа повторов, что очень напоминает работу сцепщика на железнодорожной станции, присоединяющего или отсоединяющего вагоны в составе. Самое главное - эти мутации происходят с неимоверной частотой, которая более чем в 1000 раз превышает таковую для обычных генов.
Если минисателлиты столь перспективны для радиационной генетики, то их надо использовать. Мы начали эти работы в 1991 году. В них принимали участие ученые трех стран - России, Великобритании и Белоруссии. Большая их часть проводилась в Великобритании, в лаборатории профессора Алека Джеффрейза, который открыл минисателлиты в середине 80-х годов.
Главный вопрос - что это означает. Мутации в минисателлитах нейтральны по своей сути и не сказываются на жизнеспособности детей. Казалось бы - ну пусть их частота мутаций возрастает хоть в сто раз - все равно это не имеет никакого влияния на смертность и заболеваемость. Это, к сожалению, не так. Увеличение частоты мутаций среди минисателлитов, произошедшее после Чернобыля, свидетельствует о том, что радиация уже привела к генетическим изменениям среди потомков облученных родителей. Иными словами, процесс пошел и, судя по всему, он затронул не только минисателлиты. Используя наши данные, предсказать последствия произошедших изменений для здоровья последующих поколений пока нельзя. Теоретически, они должны быть минимальны. Но изучать их надо, они должны стать предметом серьезного и всестороннего исследования в последующие годы».
3.Аисты и радиация
Рассказывает Самусенко Э.Г., биолог, участник ликвидации последствий аварии на ЧАЭС в 1986-1989гг. (Сокращенный текст)
«Аисты недаром избраны учёным миром индикационными видами. Помимо того, что они служат показателями динамики численности многих видов и групп животных, они также характеризуют ряд других процессов в природе и деятельности человека, связанной с влиянием на окружающую среду. Об этом говорится в соответствующих разделах: "Эпизоотологическая роль аистообразных", "Аисты и мелиорация", "Аисты и охота". Но самым неожиданным явилось выявление белорусскими учеными индикационной роли аиостообразных при радиационном загрязнении местности, что стало возможным во время всестороннего изучения роли различных животных в условиях радиоактивного заражения значительной части территории Беларуси в результате катастрофы на Чернобыльской АЭС.
Юго-восточная Беларусь является одним из наиболее плотно заселенных аистами районов. Столица белорусской части зоны - город Хойники - являлся в своё время рекордсменом среди городов республики по численности белых аистов. В книге " Птицы Белоруссии" (1967) приводится рекордный для Европы показатель - 14 гнёзд белого аиста на одном старом тополе в Хойниках. Это второе место в мире после старого дерева в Марокко, на котором было отмечено 28 гнёзд. По много гнёзд белых аистов находилось в других населённых пунктах трёх юго-восточных районов. По учётам белых аистов, проведённым нами в середине 80-х годов, до катастрофы на ЧАЭС, в Брагинском районе гнездилась 291 пара, в Хойникском- 209 и в Наровлянском-137 ( в среднем на район Белоруссии приходилось тогда 89 гнезд. Это только то, что удалось зарегистрировать с помощью специально рассылавшихся по школам и лесничествам анкет. Действительная численность аистов была значительно больше. Кроме того, много аистов не гнездилось, а держались кочующими стаями в поймах Днепра, Припяти и их притоков.
Показательно, что в книге "Животный мир в зоне аварии Чернобыльской АЭС" соотношение белых и черных аистов в пойме Припяти в пределах зоны приводится как 1: 2 в пользу черного аиста (соответственно 2,1 и 1,1 особи на 100 гектаров). Еще больше в пойме Припяти в зоне было серых цапель- 3,3 особи на 100 гектаров. В этой же книге приводится случай, когда в июне 1993 года у деревни Борщевка (в 15- километровой зоне) на болоте отмечено скопление из 26 черных аистов, 10 белых аистов и 10 цапель.
В зоне отмечены также другие аистообразные. В Хойникском районе находится одно из шести мест регистрации кваквы в Беларуси, в Лоевском - одно из тринадцати мест регистрации рыжей цапли. В "Красной книге Беларуси" Брагинский район относится к немногим районам сплошного обитания большой выпи в республике. Большая, а также малая выпи зарегистрированы также в других районах зоны. В целом численность наиболее массовых аистообразных в пойме Припяти, загрязненной радионуклидами, выше численности таких общеизвестных видов как сорока, сойка, дятлы, мухоловки и некоторые другие.
В таких условиях не заметить аистообразных было просто невозможно. Тем более, что ряд их является "краснокнижниками", то есть представляют определенный практический интерес. В частности, мы в разработанной к 1993 году Схеме охраняемых территорий Беларуси предлагали на основании регистрации редких и исчезающих видов организовать в Наровлянском районе Словечненский биологический заказник, а в Брагинском - Днепровский (Сущеня, Пикулик, Самусенко, 1985, 1986). Своевременная организация этих заказников очень помогла бы изучить животный мир юго-востока Беларуси в период перед Чернобыльской катастрофой. Это было бы неоценимым подспорьем при зоологических исследованиях после катастрофы.