5. РАДІОЧУТЛИВІСТЬ РОСЛИН, ТВАРИН ТА ІНШИХ ОРГАНІЗМІВ

При дії іонізуючих випромінювань на угруповання організмів різних таксономічних груп навіть у порівняно   невисоких   дозах,   далеких   від   рівня   летальних   для    найбільш радіочутливих компонентів біоценозу, в його структурі можуть відбуватися значні зміни. Це пояснюється тим, ще навіть незначне пригнічення росту і розвитку одного-двох видів може супроводитись порушенням ценотичних зв’язків і забезпечити сприятливі умови для розвитку інших  видів.

У цій ситуації більш небезпечним для біоценозів може бути хронічне опромінення,  ніж  гостре,  так як діючи  на рослину чи тварину протягом ряду поколінь, воно призводить до накопичення поступових відхилень в роз­витку того чи іншого виду. Після гострого ж опромінення порушення у біоценозі в наступні роки може відновлюватись.

Перші дослідження з дії  іонізуючих  випромінювань  на біоценози  були проведені в районах з дуже високою природною радіоактивністю, а також в місцях випробу­вання ядерної зброї, де на порівняно великих територіях вони опро­мінювалися досить тривалі періоди.

Так, польські дослідники І. Сарос'єк і Х. Вожаковська-Натканєць (1966) в умовах радіонуклідної аномалії оцінювали дію γ-випромінювання при потужності дози 0,76–0,91 мР/год на природну екологічну популяцію різних видів мохів. Протягом декількох років вони спостерігали поступове зникнення деяких представників цього класу рослин і зміцнення позицій маршанцієвих мохів, які мають більш високу радіостійкість.

А.І. Таскаєв та ін. (1996) проводили дослідження у  середньо-тайговій зоні Республіки Комі на локальних радієвих ділянках, що утворилися понад 50 років тому внаслідок виводу на поверхню землі радіоактивних вод та техногенної діяльності людини з видобутку радію. В цих місцях, де потужність гамма-фону досягає 2 мР/год у порівнянні з контрольними, розташованими у цій же зоні ділянками зі звичайним фоном у 10–15 мкР/год, протягом останніх десятиліть спостерігали найрізноманітніші зміни у біоценозі, що складався тисячоліттями: морфологічні зміни у рослин, особливо у хвойних видів, підвищену мутабільність у більшості видів рослин, що призвело до суттєвих змін у флористичному складі біоценозу, порушення у структурі мікробного ценозу ґрунту, зниження чисельності популяцій деяких видів тварин, зокрема мишовидних гризунів.

На підставі багаторічних спостережень в зоні Східно-Уральського радіоактивного сліду і в 30-кілометровій зоні відчуження  Чорнобильської АЕС В.А. Шевченко та ін. (2001) спостерігали і описали по мірі зростання потужності дози такі ефекти в біоценозах, в тому числі і в фітоценозах, як біохімічні мутації, аберації хромосом, видимі мутації, зміни генетичної структури популяції, випадіння радіочутливих видів, збіднення угруповань і, зрештою, як найсильніший ефект – деградація біоценозу. При цьому вони першочергове значення в дії іонізуючої радіації на ценози надають генетичним ефектам, котрі на їх думку є основною причиною екологічних змін у складі угруповань рослин та тварин. Вони виділили зони потужностей доз, за яких характерне виявлення генетичних ефектів: поодинокі ефекти – 10^–6–10^–4 Гр/доб, стійкі у хвойних порід – 2^.10^–5 Гр/доб, стійкі генетичні ефекти у більшості видів – 0,1 Гр/доб. Випадіння радіочутливих видів спостерігається починаючи з потужності дози 10^–2 Гр/доб. Криві дозових залежностей, що були виявлені при цьому, мали класичний лінійний характер і не мали порогу.

Спеціальні дослідження з дії іонізуючих випромінювань на фіто­ценози проводяться на гамма-полях, що являють собою ізольовані від навколишнього середовища ділянки земельних угідь, що штучно опромінюються джерелом гамма-радіації. Саме на гамма-полі Брукхейвенської національної ла­бораторії в США в 50–70 роках американський радіобіолог А. Сперроу, вперше показав, що найбільш радіочутливим компонентом лісових фітоценозів є хвойні породи, а серед них – сосна. При тривалому опроміненні змішаного лісу

хвойні породи можуть повністю випасти, а ліс перетвориться в листяний. Це положення А.Сперроу повністю підтвердилось під час аварії на Чорнобильській АЕС. Навесні 1987 р. через рік після аварії на величезному 600-гектарному масиві мертвих жовто-червоних хвойних дерев лісу навколо станції смарагдовими плямами зеленіли поодинокі скупчення листяних дерев. Правда, можливості розвитку сукцесійних процесів тут дано не було – фітоценоз був повністю знищений і похований щоб уникнути розповсюдження радіонуклідного забруднення. 

Безсумнівно, головням фактором, що спричиняє порушення ценотичних зв'язків, є радіобіологічні реакції найбільш радіочутливих видів рослин. Хоча рівні небезпечних для фітоценозів доз можуть істотно відрізнятись від доз, що викликають помітне порушення рос­тової чи якоїсь іншої реакції у окремих видів рослин, порівняльне вивчення радіочутливості компонентів фітоценозу відіграє значну роль у вирішенні питання радіаційної безпеки для нього. При цьому необхідно враховувати, що ценотичні зміни можуть відбуватися не тільки при інгібуючих дозах випромінювань, а й при стимулюючих. Посилення росту і розвитку од­них видів створює для них певні переваги у фітоценозі, що може су­проводжуватись погіршенням умов для розвитку інших компонентів фітоценозу аж до їх повного випадіння.

Так як зміни фітоценозу спричиняються переважно хронічнім опроміненням, то потужність дози є більш важливою характеристикою впливу на ньо­го, ніж загальна доза радіації. Безпечною потужністю дози для біоценозу вважається така, яка при будь-якому часу опромінення не викликає його зміни. Є всі підстави вважати, що вона повинна не на багато перевищувати рівень природного радіаційного фону.

За підвищених рівнів природної радіоактивності, наприклад, районах Індії, Бразілії, Ірану протягом ба­гатьох тисячоліть шляхом добору сформувались фітоценози, що відрізняються стій­кістю по відношенню до існуючих потужностей доз. При переносі таких фітоценозів в умови нормального радіаційного фону з часом в них можуть відбутися також певні зміни.

Цілком зрозуміло, що будь-яка зміна в структурі фітоценозу не проходять безслідно для біоценозу в цілому, впливаючи на його мікробний і зоологічний компоненти, різні регуляторні зв'язки між ними. Це, в свою чергу, може привести до змін біоценозу регіону і навіть екосисте­ми.

Інтенсивна господарська діяльність людини веде до заміни при­родних біоценозів агробіоценозами, а фітоценозів – агрофітоценоза­ми, або агроценозами. Якщо в фітоценозі складний рослинний покрив з величезною кіль­кістю видів рослин різних родин складається історично, то в ство­реному людиною агроценозі він може бути представлений одним ви­дом, навіть одним сортом рослини, що культивується. Чи значить це, що в такому випадку його радіочутливість буде визначатись радіочутливістю лише цього виду або сорту? В значній мірі, але не повністю. В агроценозі крім культивованої рослини в достатку можуть рости супутні бур'яни, котрі, як правило, мають більш високу радіостійкість, ніж сільськогосподарські культури тому, що пройшли селекційний добір за будь-якою ознакою, але тільки не по радіостійкості. Найменше пригнічення росту і розвитку куль­турної рослини, ледь помітне тільки в умовах чистого експеримен­ту, може привести до посилення розвитку бур’янів і більш вираже­ному їх пригніченню. В той же час стимуляція росту культури може зумовити суттєве зниження розвитку бур'янів. Тому цілком мо­жливо припустити, що в умовах навіть незначного підвищення радіа­ційного фону поведінка культурних рослин в агроценозі і його продуктивність можуть з часом помітно змінюватися. Це, зокрема, зумовлює формування цілком іншого погляду на ефекти малих доз ви­промінювань.

Взагалі ж на фоні багатогранної діяльності людини, як правило, дуже важко виділити внесок того чи іншого фактору на біологічні ефекти, в тому числі і на зміни у біоценозі. Або навпаки, практично повне припинення господарчої діяльності в зоні відчуження Чорнобильської АЕС, яке супроводжувалось евакуацією населення і вивезенням великого поголів’я худоби, спричинило у досить короткий строк до дуже інтенсивної зміни характеру рослинності у фітоценозах і колишніх агроценозах. Дуже важливо оцінити в цих умовах вплив на сукцесійні явища безпосередньо радіобіологічних ефектів.