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昆虫对辐射的感知可能比想象中更敏感

电离辐射 辐射剂量 辐射暴露
发布:2021-02-04 10:08:27    

几年前,凯瑟琳·雷恩斯(Katherine Raines)第一次访问切尔诺贝利时,曾去过红树林(Red Forest),这是一处因1986年核事故而烧焦的松树放射性墓地。她很好奇,看看该地区是否有蜜蜂。长期暴露于电离辐射对昆虫的影响的研究是有限的,其中一些发现是有争议的,但是大多数专家支持蜜蜂和其他无脊椎动物对放射应力具有相对弹性的观点。

苏格兰斯特灵大学的放射生态学家赖恩斯(Raines)在那片森林里呆了很长时间。在一个地方,她的个人辐射剂量计测得的每小时电离辐射的环境水平为200微西弗(µSv)。暴露超过几个小时可能会增加她的癌症风险。但是即使在短暂访问期间,她也确实看到了蜜蜂。雷恩斯说,他们是住在那里还是只是来拜访,很难说。

回到英国,Raines及其同事在专门的设施中重新创建了相同水平的辐射。每个盒子中都装有由皇后,工人们和育雏所组成的大黄蜂菌落,它们与辐射源的距离不同,从而形成一个梯度,在每个盒子中,蜜蜂接受的稳定剂量为20至3,000微戈瑞(µGy)/每小时。(西弗特和戈瑞这两种单位,基本上是辐射暴露量的等效度量;西弗特斯是辐射类型的因素,并说明了暴露的组织的敏感性。蜜蜂在雷恩斯地区探访过红树林每小时大约会产生200 µGy的蜜蜂。)蜜蜂在人工房屋中呆了四个星期,然后被转移到户外进入大学花园约一个月,每小时仅产生100μGy的大黄蜂殖民地,其雌蜂的产量减少了近一半。

以前由其他小组进行的有限实验室研究表明,蜜蜂和其他昆虫每小时应低于400 µGy的安全水平。因此,雷恩斯说,当她发现即使是那些暴露于较低比率的菌落也显示出辐射的负面影响(特别是对繁殖)的迹象时,她感到震惊。例如,每小时仅产生100 µGy的大黄蜂殖民地,其皇后产量减少了近一半,从而极大地损害了成功建立新殖民地的机会。根据这项研究,总体效果要比暴露于一种流行农药的菌落中观察到的减少效果强四分之一。

南卡罗来纳大学的生态遗传学家蒂莫西·穆索(Timothy Mousseau)表示,这项工作“对与自然世界具有深远意义的非模型物种进行长期低剂量辐射的重要性有了新的认识”。研究。但是他补充说,对于这些重要的传粉者来说,基于人工环境下的实验操作,很难确定其中的某些结果如何转化为“切尔诺贝利的实际状况”。

穆索和他的同事安德斯·帕佩·莫勒(Anders PapeMøller)(现任法国CNRS)自2000年以来一直在进行实地研究,以评估生活在切尔诺贝利禁区(CEZ)(切尔诺贝利禁区(CEZ))的大量野生动植物种群,该禁区位于核电站周围2,600平方公里。他们的结果表明,辐射水平(该区域内差异很大)与野生动植物丰度之间呈负相关。昆虫也不例外:研究小组在受污染最严重的地区观察到的大黄蜂更少,这种关系甚至在极​​低的辐射水平(每小时0.01至1 µGy)范围内也保持不变。


 

安德烈·克鲁兹这些研究受到批评,部分原因是其辐射水平估算的准确性。穆索(Mousseau)和穆勒(Møller)与一些批评家合作,重新分析了他们的一些数据,并坚持认为,由于辐射,CEZ中的野生动植物数量有所减少。但是英国朴茨茅斯大学的环境科学家吉姆·史密斯(Jim Smith)是仍然对这项研究表示怀疑的几位科学家之一,他告诉《科学家》杂志,这些观察结果与该地区其他调查的结果不一致。例如,史密斯(Smith)自1990年代以来一直在切尔诺贝利(Chernobyl)参观,但并未参与雷恩(Raines)或穆索(Mousseau)的工作,但他没有找到证据他和他的同事在2011年在CEZ中对八个自然湖中的任何一个进行了辐射处理,尽管它们测量的外部剂量率在每小时0.1到30 µGy之间,但水生昆虫和其他大型无脊椎动物的丰度或多样性却降低了。

史密斯(与赖恩斯一起)属于英国研究计划的一部分,该研究计划由环境署及其安全处置承包商放射性废物管理部分资助。他说赖恩斯的蜜蜂研究提供了“关于尚未真正研究过的物种的有趣新数据。 [并且]可能比我们想象的对辐射更敏感。” 但是他对研究自然界很少遇到的辐射水平的影响的广泛意义表示怀疑。他说,切尔诺贝利的辐射水平是“历史上最严重的核事故”的结果。即使在CEZ内,也很少有光斑达到本文探讨的辐射水平。

Raines说,尽管她在每小时暴露于低于50 µGy的菌落中没有发现任何负面影响,这是人类平均自然辐射源所经历的200倍,但她在该水平上没有足够的菌落来得出结论大黄蜂不受影响。她的团队并未设计实验来探索蜜蜂对如此低水平的反应,并假设蜜蜂不会看到每小时400 µGy以下的任何影响。她说:“我希望能以较低的剂量放置更多的菌落。” 例如,她想了解医院的放射性排放如何影响野生生物,在英国某些地区,放射性排放每小时可能达到5-10 µGy的水平。“在那些非常低但高于背景的水平发生的事情绝对重要。”

与《科学家》杂志采访的研究人员一致认为,需要进一步的工作来最终证明辐射对大黄蜂的影响。“放射线对野生生物影响的鲁棒数据很少,因此进行此类实验以提高我们在这一特定领域的知识很重要,”法国放射防护与核安全研究所生态毒理学家贝阿特里斯·加格奈尔不参加这项研究,在给《科学家》的一封电子邮件中写道。“例如,我认为应该首先重复这种研究,如果专家们对数据的健壮性达成共识,则可以将其纳入修订后的声明中,”例如,国际放射防护委员会(咨询委员会)有关辐射安全的建议可告知全球监管机构。

Raines现在正在收集更多数据。她说,她的研究的下一阶段将是观察降低寿命的寄生虫负荷与辐射暴露之间的相互作用,这些都是实验室保存的蜜蜂和她在一次访问附近荒芜的农业土地时所采样的蜜蜂中的相互作用。切尔诺贝利。“将实验室和现场[数据]直接关联是理想的。”

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