Развитие ядерной физики привело к тому, что хотя пока и очень медленно, но неуклонно, фон радиации на Земле начинает меняться в сторону повышения, то же связано с развитием химии. Все живое на Земле, в том числе и человек, начинает испытывать влияние этих мощных факторов.
Пока повышение радиации и мутагенных химических веществ происходит на уровне малых доз, мы не замечаем их эффекта. Внешне кажется, что на нашей планете все спокойно и для науки нет тревог ни о настоящей, ни о будущей жизни на Земле. Однако это не так, а поэтому проблемы радиации и химии вырастают как одна из главнейших забот науки о будущем человечества.
Поражения наследственных структур могут возникнуть в клетке при прохождении внутри нее одной заряженной частицы, в том числе и вторичного электрона, вырванного под влиянием гамма или рентгеновских лучей. Это показывает, что при поражении наследственности в действии излучений нет порога. Таким образом, любая малая доза в состоянии поражать наследственность организмов. Установлена прямолинейная зависимость числа мутаций от дозы излучения. Доказано, что, если проведено хроническое облучение малыми дозами или прерывистое (фракционированное), количество мутаций в общем суммируется в прямой зависимости от общей дозы облучения. Все это ставит размер поражения наследственности в прямую зависимость от уровня повышения радиации на Земле. В принципе то же относится и к действию химических мутагенов.
Эффект повышенного фона радиации и химических мутагенов имеет особый характер для наследственности человека в сравнении с его действием на другие виды организмов. Для вирусов, бактерий, различных микроорганизмов, для многочисленных видов насекомых, животных, растений такое повышение фона радиации не имеет столь губительного влияния. Для всех этих видов возникает явление генетического приспособления (адаптации) в ответ на повышение фона мутагенов. Мутагены вызывают большое количество мутаций, которые в массе своей оказываются вредными, однако большая смертность не страшна для видов с большими количествами особей. Такие виды через отбор нужных мутаций начинают эволюционировать в формы, генетически устойчивые против действия радиации. Уже известно несколько случаев такой эволюции. У бактерий при действии радиации получаются радиоустойчивые формы. То же установлено для одноклеточных зеленых водорослей, для высших растений и некоторых животных. Один из самых ярких примеров — это обнаружение процветающих бактерий в воде, окружающей реактор «Омега Вест» в Лос-Аламосе, т. е. в среде, получающей за 8 ч 10 млн. р. Смертельная доза для человека составляет 600 р, для мыши — 900, для дрозофилы — 20 000. Многие виды бактерий выдерживают облучение в сотни тысяч рентген, но дозы в 2—3 млн. р вызывают полную гибель бактерий. Случай с водой реактора «Омега Вест» показывает, что возможно появление новых форм бактерий с гигантской радиоустойчивостью.
Однако, когда мы переходим к видам, составленным из относительно малого числа представителей, с продолжительной жизнью особей, с громадной ценностью каждого индивидуума, картина эффекта повышенного фона радиации и химии в корне меняется. Возникающие вредные мутации наносят разрушительные удары по отдельным рождающимся особям. Если фон достаточно высок и постоянен, должна возникнуть страшная «эпидемия» генетических смертей. Основы нормального физического развития, умственных способностей и психики подрываются у очень большого количества особей.
Теоретический анализ, опыты по облучению обезьян и клеток человека позволили Н. П. Дубинину выдвинуть предположение о том, что у человека при дозе радиации в 10 р, получаемой за 30 лет жизни, количество появляющихся мутаций может быть увеличено вдвое. Учитывая разные подходы, можно считать, что эта величина может колебаться от 10 до 100 р. Удвоение количества вредных мутаций — это не только появление 8% детей, жизнь которых будет трагически разрушена со дня их рождения. Это повлечет за собой и другие последствия, которые могут оказать внешне менее заметное, но значительно более разрушительное действие на биологические особенности большого числа людей. В 1961 г. А. Норман, М. Сосаки, Р. Отоман и Р. Веомет исследовали группу из 36 человек в возрасте от 30 до 50 лет, внешне вполне здоровых, которые по ходу работы получили общее облучение около 10 р гамма-лучей. Средняя доза за год составляла 1,4 р. Анализ лейкоцитов в культуре крови этой группы людей, облученных малыми дозами, показал наличие анеуплоидов в 8,6% клеток, псевдодиплоидов — 7,6%, дицентриков — 0,09% и других перестроек хромосом — 0,14%. В клетках контрольной группы, состоящей из 29 человек, не подвергавшихся действию радиации, соответственно было получено 4,5,0,0,0%.
Тот уровень повышения фона радиации и химических мутагенов, который имеется на Земле в целом, в настоящее время очень невелик. Опасность может грозить лишь в будущем, если мы беспечно отнесемся к возможному росту радиации и химических воздействий на нашей планете. Задача радиационной и химической генетики — противопоставить действию радиации и химии меры защиты наследственности. Необходимо правильно оценить эффект радиации и химических мутагенов на наследственность человека и создать условия полной безопасности молекулярных структур, несущих генетическую информацию. Сложность задачи очевидна, если мы только представим себе объем вещества, с которым связано явление наследственности. Содержимое ДНК в одной половой клетке человека составляет 1/4 мк, имеет вес 4∙10-12 г. При населении в 3 млрд. человек (3∙109) общее число зародышевых клеток, из которых развиваются 3∙109 человек, равно 6∙109 (3∙109 спермиев и 3∙109 яйцеклеток). Общий объем ДНК в 6 млрд. половых клеток равен 2,4 мм2 с весом в 24 мг. Таким образом, в объеме, равном половине дождевой капли, заключена вся материальная основа, обеспечивающая необходимую генетическую информацию при рождении 3 млрд. человек.
Чтобы защитить эту драгоценную материальную основу жизни, необходимо опуститься в глубины организации живой материи, связать воедино, с одной стороны, наши знания о строении молекул ДНК, об их участии в жизни клетки через взаимосвязь с РНК и белками, с другой — с теми эффектами, которые энергия радиации и химических мутагенов вызывает в молекулах и атомах в клетке. Только следуя по этому пути, можно найти решение величайшей задачи грядущего века — защиты наследственности человека от повышенного уровня радиации и химических воздействий на нашей планете. Хотя угроза наследственности человечества со стороны радиации и химии может возникнуть лишь в будущем, мы должны готовиться к этому. В этой работе будет найдено много важного и для решения задач сегодняшнего дня.
Задачи защиты наследственности организмов возникают перед нами и в связи с космонавтикой, так как не за горами время длительных, многолетних полетов к дальним мирам. Тогда мы можем встретиться с ударами космических лучей заметной мощности не только при пролете в пределах радиационных поясов Земли и при вспышках солнечной активности, которые могут быть предугаданы, но и под действием пока не предугаданных явлений. Возникает задача — защитить органический мир внутри корабля и самих космонавтов.
—Источник—
Дубинин, Н.П. Горизонты генетики/ Н.П. Дубинин. – М.: Просвещение, 1970.- 560 с.
Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава
