福島核事故:核輻射變異動物外遷,對日本的影響到底有多大?

2021-01-09 騰訊網

2011年3月11日發生的福島第一核電站的事故是自1986年前蘇聯車諾比事件後最大的核事故,在國際核事件級別中被分類為7級(特大核事故),堆芯全部熔毀,後續危害甚至比車諾比核事故還要嚴重!

到2020年,時間已經過去了將近十年,據科學家對福島核汙染地區的採樣分析,很多動物都出現了變異,而且福島地區並不是一個孤立的島嶼,它與大片陸地接壤,這些動物向外遷徙,會影響全日本的物種進化嗎?

核輻射為什麼會導致動物變異?

在農作物育種技術上有幾種和輻射有關的育種,一種是太空育種,利用空間環境中質子和中子等轟擊,使得作物種子的DNA發生變異,回到地面後用這些種子育種,然後再進行優選,挑選出有優勢的品種,除了航天育種外,還有輻射育種,這種方式其實和太空育種的條件是類似的,但它可以利核輻射來育種!

核輻射能對植物產生變異作用,當然也能讓動物的DNA產生變異!據2004年《自然期刊》上公布的大鼠基因測序結果,大約包含了25000個基因,新的基因組測序結果還顯示,大鼠染色體上有27.5億個鹼基對,在這麼多鹼基對中,任何一個出現變化,那麼就會導致後代有可能出現顯性變異!

但並不表示在本底輻射下不會發生變異,但很多時候DNA都能修復它,只有發生不可修復時且會變成顯性變異時後代才可能出現可見的變化!當然在福島核汙染地區這種強輻射環境中,比自然狀態的本底輻射要高出幾個數量級,因此動物在這種環境下發生變異的概率是極高的!

本底輻射的源頭

福島地區核事故後動物變異有多嚴重?

福島核事故發生後兩個月,日本生物學家大垣次二(Joji Otaki)(主要研究昆蟲)及其同事對福島進行了一次考察,發現有十分之一的昆蟲的眼睛凹陷,翅膀較小或觸角不對稱,甚至還發現成年蝴蝶會像幼蟲一樣越冬!

研究人員從福島核汙染地帶採樣的蝴蝶樣本,可見明顯變異

當四個月後大垣次二重返福島時,它們發現突變在進一步發展,而且僅僅食用受到汙染的植物就能使幼蟲得病!輻射不僅使昆蟲變異,另有美國相關研究人員發現,當地的大型哺乳動物牛和燕子羽毛中也發現了不尋常的白色斑點!

來自福島20公裡禁區的一頭母牛,出現了異常的白斑病。

據當地農民稱,他們在核事故發生後撤離家園時,放出了飼養的牛羊,讓他們可以繼續生存下去,這些牛在輻射區自生自滅數年後,相關研究專家發現了它們身上出現的詭異斑點!

巖手大學動物科學專家岡田敬司(Keiji Okada)稱大型哺乳動物不同於昆蟲和小鳥,受輻射照射影響的基因更容易修復,一般情況下很難看到輻射對它們的影響。如果出現可視性的外觀變異,那麼核輻射已經對動物產生了難以修復的影響!

岡田敬司稱,他們研究的目的是了解多少輻射劑量會對大型哺乳動物產生影響,但到目前為止生活在20千米致命核輻射範圍內的牛還沒有出現白血病和癌症的跡象,但這些牛皮膚上的白點看起來令人觸目驚心!

更令人擔憂的是福島富岡市的路邊堆滿的滿是被汙染土壤的黑色袋子,這是日本大規模清理福島核災難後被汙染的表層土壤,預計將產生2200萬立方米的放射性廢物!

所幸的是福島洩漏的大都是短期的放射性物質,比如銫,因此這些地區將在未來百年內自我淨化完成!不過堆芯融毀這種事件,它產生的汙染將會使長期的,深遠的影響!另外還有日本政府多次宣稱要倒入太平洋的核廢水,世界上居然有如此不負責任的國家,也是罕見!

和車諾比在內陸發生事故不容易擴散不一樣,福島的地下水汙染將隨著洋流擴散至全球,所以它的影響在某一種意義上來說,是超越車諾比核事故的存在!

車諾比核事故後的動物變異

毫無疑問,車諾比核事故是地球上發生過的最大核災難,當時核反應堆被炸開了一個大口子,減速劑石墨暴露在大氣中直接燃燒形成了核大火,大量的鍶,鈾和鈽等放射性同位素或者放射性元素直接被散落在很大範圍的地區,這些元素的半衰期很長,因此車諾比事故後動物變異情況更為嚴重!

2018年4月份,南卡羅來納大學生物科學教授生物學家蒂莫西·穆索在車諾比周圍收集了大量的動植物樣本,發現了車諾比核事故後森林生態的驚人轉變!

車諾比附近收集的一對山雀大鳥-左側是正常的,右側的個體患有面部腫瘤

穆索的發現與巖手大學的岡田敬司尋找的答案不一樣,他認為輻射對於突變以及癌症和死亡率因物種影響而異,但在統計學意義上來說,輻射劑量並沒有閾值,不存在劑量小,效果小;大劑量,大效果的直接關係,另外穆索發現在野外的生物對同等輻射敏感度更高,因為它們面臨著寒冷和飢餓等雙重壓力。

車諾比附近收集有白內障的小鼠

除了動物外,植物也受到了輻射的影響,比如花朵植物的異形花粉和植株的異常生長,甚至多年生木本比如松樹等葉受到了嚴重影響!

穆索團隊的工作人員在車諾比反應堆的左側收集花粉和昆蟲樣本。右邊,車諾比的一棵突變松樹

除了這些野外的樣本外,車諾比核事故還對周圍的居民與家畜產生了深遠的影響,比如新生兒畸形率以及成年人腫瘤率增加,另外還有畸形家畜夭折等!

輻射變異後的動物外遷,對世界物種有多大影響?

蒂莫西·穆索認為對長遠影響來看,是不會有的,但這並不能排除,穆索認為在演化過程中,生物都是在誘變消失後將會趨於穩定,但放射性輻射造成的核苷酸變異,這個DNA變異熱點在種群中很容易冷卻,種群將恢復穩定!

隨著這個放射性汙染趨於逐漸消失,健康和穩定動植物群體將會重新佔領這個位置,這些遺傳狀態將會消失在演化的長河中,當然穆索也不排除發生永久性增強的、環境適應性突變,但這種概率在短期內發生是非常罕見的,至於哥斯拉,可能要讓大家失望了!

《國家地理》頻道在2018年報導過美國喬治亞大學的野生生物生態學家吉姆·比斯利,追蹤過一個攜帶了項圈的狼群從車諾比禁區內向白俄羅斯、烏克蘭以及俄羅斯的長途遷徙,當然他們並未從這些狼群身上發現過明顯的突變點。

但現在要判斷這些潛在變異風險的物種向外遷徙有多大影響還為時尚早!包括福島在內的遭受輻射後變異的物種,如果是優勢的且能穩定遺傳,也許將對全日本物種產生影響,但從理論上來說這種概率極低卻又不能排除,所以放射性影響對於生物種群演化的影響,也許還需要很長的研究我們才能知道。

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