Sievert jako Darwin

EKOLOGIA (03) Badanie okolic Czernobyla i Fukuszimy sugeruje, że ptaki potrafią ewolucyjnie przystosować się do życia na obszarach napromieniowanych.

Lubię buszować w niszowych pismach naukowych lub surfować po ich stronach w sieci, bo zawsze można tam znaleźć coś, o czym w papce podawanej powszechnie do wierzenia nie ma nawet wzmianki, choćby to były wiadomości pozytywne. Wydawany co miesiąc międzynarodowy żurnal naukowy Environmental Pollution   należy do szczególnie ciekawych, bo zahacza o szeroki przekrój różnych dyscyplin. Np. Volume 164, który elektronicznie pojawił się teraz, w maju 2012 przynosi m.in. raport z badań zespołów ornitologów, którzy zajęli się odpornością dzikich populacji ptasich na promieniowanie radioktywne. Jego autorzy to prof. Anders Moeller z uniwersytetu Paris-Sud, dr Timothy Mousseau z uniwersytetu stanowego Południowej Karoliny w USA, oraz siedmiu Japończyków z różnych instytucji cesarstwa. Tak liczna reprezentacja tych ostatnich wskazuje na Fukuszimę jako miejsce, od którego zaczęto badanie.

Jak wiadomo, w wyniku zeszłorocznego trzęsienia ziemi i tsunami w elektrowni atomowej Dai-ichi w Fukuszimie doszło do najpoważniejszej jak dotąd utraty kontroli nad reaktorami i katastrofy nuklearnej ocenianej na siedem w siedmiostopniowej skali INES (International Nuclear and Radiological Event Scale). Tylko dwie takie katastrofy osiągnęły dotychczas ten poziom: Czernobyl i Fukuszima. Długotrwałe skażenie całego środowiska naturalnego wokół takich miejsc ma potem fatalne skutki dla istot żywych, ale jak dotąd efekt długotrwałego napromieniowania wysokimi dawkami z tła jest słabo zbadany na większych populacjach i ekosystemach. Zaistnienie takich dwóch okazji po katastrofach w Czernobylu 26 kwietnia 1986 roku i w Fukuszimie 11 marca 2011 roku dało niezwykłą możliwość ich porównania przez wspomniane zespoły naukowe.      

Mimo wielu różnic, głównie technologicznych, obie katastrofy, a zwłaszcza ich następstwa dają się porównać. Dla badania, które tu omawiam, najważniejsze jest podobieństwo środowiska naturalnego. Czernobyl i Fukuszimę dzieli ponad 7000 km odległości, ale oba miejsca leżą w podobnej strefie umiarkowanej, w podobnym otoczeniu przeplatanych lasów i pól uprawnych i są zamieszkałe przez podobne gatunki zwierząt. Przy bliższym zbadaniu okazało się, że w obu miejscach żyje 14 tych samych gatunków ptaków, w tym tak pospolite, jak jaskółka dymówka (Hirundo rustica, barn swallow), sikora bogatka (Parus maior, great tit), trzciniak zwyczajny (Acrocephalus arundinaceus, great reed warbler), myszołów zwyczajny (buteo buteo, buzzard) albo sójka (Garrulus glandarius, Eurasian jay). Takie warunki to prawie gotowe laboratorium do naukowych obserwacji, a w szczególności do porównania skutków krótkotrwałych (Fukuszima) z długotrwałymi (Czernobyl). W tym celu w okresie lipca 2011 badacze policzyli i zidentyfikowali ptaki w 300 miejscach w prefekturze Fukuszima w pierścieniu otaczającym nieszczęsną elektrownię w odległości 25-48 km. Większość miejscowości była tam nadal zamieszkana przez ludzi, a występujące promieniowanie tła określono na między 0.5 a 35 mikrosievertów na godzinę. Dla porównania: prześwietlenie zęba, o którym pisałem w artykule pt. „Roentgen u dentysty” (19.04.2012) bardzo rzadko naraża pacjenta na napromieniowanie większe niż 0,05 microsieverta, a mimo to dla często powtarzanych prześwietleń stwierdza się wyraźny efekt onkologiczny w tkance mózgu. W przypadku Fukuszimy mówimy zatem o zjawisku bardzo poważnym.

Zebrane w ten sposób dane o ptakach porównano z obszernym i rzetelnym badaniem wykonanym dookoła Czernobyla w latach 2006-2009, czyli w 20-23 lata po katastrofie. Odcedzono z nich miejscowości o podobnym poziomie promieniowania tła i oczywiście uwzględniono tylko porównywalne gatunki. Wnioski z porównań ujęto w dwóch punktach. Po pierwsze, tam gdzie (w Fukuszimie) promieniowanie tła było najwyższe (35 mikroSV/h) średnia populacja ptaków spadła o 1/3 w porównaniu z obszarami o najmniejszym poziomie promieniowania (0,5 mikroSv/h). To logiczne: napromieniowanie, im jest wyższe, tym bardziej zabija lub osłabia, a w tym zmniejsza zdolność organizmów żywych do reprodukcji.  Druga obserwacja była jednak ciekawsza. Porównując populacje 14 wybranych gatunków na obu obszarach zauważono, że średnio na tym samym poziomie promieniowania wokół Czernobyla ptaków jest 2x więcej niż wokół Fukuszimy.  

Próby wyjaśnienia tej różnicy dotyczą np. daty katastrofy, która w Fukuszimie przypadła na okres największej aktywności biologicznej ptaków w całym cyklu rocznym (11 marca) i musiała mieć największy skutek w pierwszym pokoleniu piskląt. Ale przecież i katastrofa w Czernobylu przypadła w podobnej porze roku (26 kwietnia). Mówi się też o różnych szczegółach samej katastrofy tu i tam.  W Fukuszimie było w sumie 1600 ton paliwa w sześciu reaktorach i aż cztery z nich (oraz zbiornik zużytego paliwa) wzięły udział w fatalnym ciągu zdarzeń. W Czernobylu było tylko 180 ton paliwa i tylko jeden z czterech reaktorów uległ stopieniu. Ale z kolei w Czernobylu wykryto znacznie wyższy max. poziom promieniowania (200.000 mSv/h wobec 79.600 mSv/h w DaiIchi reaktor 2) a ogólny poziom radiacji uwolnionej z Czernobyla ocenia się na 5.200 PBq w porównaniu z 370 PBq w Fukuszimie. Powinno zatem być gorzej a nie lepiej.

W tej sytuacji najbardziej prawdopodobne i zarazem obiecujące wydaje się wyjaśnienie zaproponowane przez prof. Mousseau. Twierdzi on, że w Czernobylu, gdzie zależnie od gatunku żyje już 5-20 pokolenie ptaków po katastrofie, rozpoczął się proces ewolucyjnego przystosowania. Osobniki wrażliwsze na promieniowanie tła już wymarły, a te które wykazują wyższą nań tolerancję przekazują proporcjonalnie więcej genów następnym pokoleniom. U ptaków spod Fukuszimy ten mechanizm jeszcze nie zadziałał.  

Krytycy uważają, że 20-23 lata od katastrofy w Czernobylu to czas zbyt krótki, aby mówić o tak poważnej zmianie ewolucyjnej. Mousseau wskazuje jednak, że prawie u wszystkich badanych gatunków pod Czernobylem zauważono trwałe zmiany popromienne, np. znamiona na skórze, ale także np. mniejsze mózgi i gorszą jakość nasienia samców. Jeśli więc nawet obserwujemy jakąś formę ewolucyjnej samoobrony, powodów do radości nie ma. Niektóre publikacje spod Czernobyla przywołują np. zjawisko wzmożonego śpiewu ptaków na obszarze napromieniowanym. Taki śpiew może jednak tylko oznaczać, że na ten wolny teren zlatują młode i nieświadome zagrożenia samce a brak samic sprawia, że konkurencja między nimi staje się ostrzejsza. Na mojej działce, gdzie mam przynajmniej 11 gniazd dzikich ptaków, częściowo w budkach, w maju ptaki już nie śpiewają. Wszystkie są zajęte wysiadywaniem, a potem karmieniem i wychowywaniem młodych. Nie mają juz motywacji, bo założyły rodziny, nie maja nadwyżki energii, a poza tym nie chcą ściągać niczyjej uwagi w pobliże gniazd. Odezwą się dopiero w czerwcu-lipcu, kiedy ojcowie będą uczyć synów kodu gatunkowego, ale to będzie niezdarna szkółka muzyczna dla smarkaterii, a nie kwietniowy koncert dla pań.    

Bogusław Jeznach

Dodatek muzy

Zapraszam na krótki koncert wiosennego ptasiego śpiewu: będzie to 15 próbek głosów ptaków krajowych. Kolejno wystąpią samce gatunków: kos, sikora modraszka, sikora bogatka, trznadel, dudek, skowronek, słowik rdzawy, słowik szary, jerzyk, jaskółka dymówka, pliszka górska, zięba zwyczajna, rokitniczka, strzyżyk zwyczajny. Taki śpiew fantastycznie poprawia każdy nastrój!