Основы общей и сельско-хозяйственной радиобилогии - Гудков И.Н.
ISBN 5-7987-0005-4
Скачать (прямая ссылка):
Но безусловно наиболее четкие различия в биологическом действии ионизирующих излучений на растения и животных проявляются при оценке их реакций на уровне организма. И к настоящему времени радиобиологией накоплен достаточно большой фактический материал, свидетельствующий о разнообразных реакциях живых
организмов на действие радиации. Описаны всевозможные аномалии роста и развития различных организмов, морфологические изменения отдельных органов и организма в целом, нарушения различных физиологических и биохимических реакций, наследственные изменения, гибель и другие. Все эти явления получили название радиобиологических эффектов *. Рассмотрим их.
3.1. РАДИОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ
Обычно выделяют два основных класса радиобиологических эффектов — соматические и генетические эффекты. К соматическим радиобиологическим эффектам относят изменения, происходящие в организме в течение его онтогенеза — периода индивидуального развития особи; к генетическим — реализующиеся в последующих поколениях.
Среди соматических эффектов различают следующие пять основных типов: радиационная стимуляция, морфологические изменения, лучевая болезнь, ускорение старения и сокращение продолжительности жизни и гибель. Генетические, или мутагенные, эффекты образуют самостоятельный класс.
3.1.1. Радиационная стимуляция
Радиационная стимуляция растений. Описанный впервые М. Мальдинеем и К. Тувиненом в 1898 г., т. е. всего лишь через три года после открытия рентгеновских лучей, эффект ускорения прорастания облученных рентгеновскими лучами семян привлек внимание многих исследователей, работавших с ионизирующими излучениями. И в последующие годы появилось большое количество работ, посвященных радиационной стимуляции растений. Большинство их проводилось на чисто эмпирической основе без знания и понимания многочисленных факторов, существенных для проявления стимулирующего действия излучений, что, естественно, приводило нередко к противоречивым результатам. В то время, как в одних экспериментах при облучении семян наблюдалось ускорение их
* В радиобиологической литературе иногда встречается термин «радиационные эффекты», который нам кажется более приемлемым к описанию физических и химических явлений, происходящих в организме под влиянием радиации, чем биологических.
прорастания, последующего роста и развития растений, в других оно отмечалось лишь на начальных этапах онтогенеза, в третьих эффект стимуляции отсутствовал, а иногда регистрировали и отрицательное действие излучения.
Экспериментальный материал, полученный в последние десятилетия с использованием новых методических подходов, тщательным учетом величины дозы, типа излучения, индивидуальной радиочувствительности объекта и ряда других сопутствующих факторов, бесспорно доказал существование эффекта радиационной стимуляции. И в условиях обычной радиобиологической лаборатории не представляет труда подобрать для любого вида семян, проростков, растений дозу рентгеновского или гамма-излучения, при которой удается наблюдать эффект радиационной стимуляции в той или иной форме. Эти дозы варьируют в весьма широких пределах как для семян, так и для проростков, что зависит не только от вида культуры, но и от сорта и даже партии семян. При этом для проростков и вегетирующих растений они, как правило, в несколько раз, а иногда и на порядок ниже, чем для семян. В таблице 6 из различных литературных источников сведены значения этих доз для некоторых видов растений, которые позволяют сопоставить эти величины. Более полный перечень стимулирующих доз для семян различных) сельскохозяйственных культур приведен в таблице 27 главы 9.
Стимулирующее действие радиации в лабораторных условиях по скорости роста растений регистрируется, как правило, лишь в течение первых 4—6 дней (рис. 10а). Рост растения — это отражение процессов деления и растяжения его клеток. Поэтому при стимулирующих дозах должно наблюдаться ускорение этих процессов. Действительно, в периоды максимальной стимуляции роста Ha-
в. Стимулирующие дозы гамма-излучения для семян и проростков некоторых видов сельскохозяйственных растений
Вид
Семена, Гр
Проростки, Гр
Горох 3 0,35---0,5
Кукуруза 5---10 0,5---1,0
Пшеница 5-8 1,0---1,5
Томаты 5---10 0,5---1,5
Лен 7,5---10 3,0
Редис 10 3,0
Огурцы 3 2,0
60
Врвмя после облучения, Shu
Рис. 10. Влияние гамма-облучения проростков гороха (/) и кукурузы (2) в стимулирующих дозах (соответственно 0,35 и 0,5 Гр) на относительную скорость роста корней (а) и митотическую активность клеток их меристем (б)
блюдается существенное увеличение митотического индекса в клетках корневых меристем (рис. 106).
А. М. Кузин (1977) отмечает характерное для эффекта стимуляции волнообразное проявление во времени. Облученные семена быстрее прорастают, однако спустя 2—3 дня прорастают семена и в контроле, и стимуляция по этому признаку нивелируется. Если в эти дни измерять рост стеблей и корней, то в облученной партии можно опять увидеть отчетливый эффект: рост опытных растений, как правило, на 20—30 % превышает рост контрольных. Это особенно четко видно в начальный период роста. Но затем контрольные растения догоняют опытные, различие между ними уменьшается и часто исчезает совсем. Но вот наступает время образования генеративных органов и снова проявляется эффект стимуляции: у растений, выросших из облученных семян, увеличивается количество бутонов по сравнению с контрольными, опытные растения раньше зацветают. Проходит несколько дней, зацветают контрольные растения, и они сравниваются с опытными. Но начинается созревание плодов, и растения, выросшие из облученных семян, дают большее количество плодов, созревающих в более ранние сроки. Наконец, благодаря большему количеству образовавшихся генеративных органов и более длительному периоду созревания ранее зацветших опытных растений, при одновременной уборке урожая продуктивность опытных растений нередко превышает продуктивность контрольных на 10—20 % и более.
