ЭКОЛОГИЯ, 2014, № 3, с. 230-240
УДК [574:539.163]+591.1+599.343.4
90SR В СКЕЛЕТЕ КАК МЕТКА МИГРАЦИОННОЙ АКТИВНОСТИ МЫШЕВИДНЫХ ГРЫЗУНОВ В ЗОНЕ ВОСТОЧНО-УРАЛЬСКОГО
РАДИОАКТИВНОГО СЛЕДА
© 2014 г. В. И. Стариченко, Н. М. Любашевский, М. В. Модоров, М. В. Чибиряк
Институт экологии растений и животных УрО РАН 620144 Екатеринбург, ул. 8 Марта, 202 e-mail: starichenko@ipae.uran.ru Поступила в редакцию 20.05.2013 г.
Проанализированы данные многолетнего мониторинга аккумуляции 90Sr в костной ткани мышевидных грызунов в зоне Восточно-Уральского радиоактивного следа и на сопредельной контрольной территории. Их совокупность свидетельствует о зависимости уровня накопления 90Sr в скелете животных от загрязнения почвы в местах их обитания. По величине депонирования 90Sr проведена оценка миграции животных с "грязной" на "чистую" территорию и обратно, которая составляет не более 10%, из чего следует вывод об относительной изолированности популяций грызунов на территории ВУРСа.
Ключевые слова: Восточно-Уральский радиоактивный след (ВУРС), 90Sr, костная ткань, грызуны, миграция.
DOI: 10.7868/S0367059714030123
Миграция, или пространственное рассеивание индивидуумов, — одна из базовых характеристик населения мелких млекопитающих, которая входит в число механизмов, определяющих устойчивое существование их популяций (Шварц, 1969; Большаков, 1972; Большаков, Баженов, 1988; Лукьянов, Лукьянова, 2002; Ыё1кег, 1985). В настоящее время общепризнано, что основная функция мигрантов заключается в расселении, восстановлении пространственной структуры, регулировании численности, в то время как функция резидентов — в репродукции населения и воспроизводстве популяции. Выявление особенностей миграционной активности приобретает особую значимость для мелких млекопитающих на радиоактивно загрязненных территориях (ВУРС, Чернобыль, Тоцк и др.) в связи с вопросом о наличии у них радиоадаптации (Раушенбах, Монастырский, 1966; Дубинин и др., 1972; Соколов, Ильенко, 1980; Ильенко, Крапивко, 1989; Любашевский и др., 2002; Григоркина и др., 2008; Любашевский, Стариченко, 2010; Модоров, Позоло-тина, 2011; ЬуиЪа8ИеУ8к1у е! а1., 1995; Меекз е! а1., 2009). Превалирование оседлого населения животных на радиоактивно загрязненных территориях — необходимое условие формирования и сохранения наследственной радиоадаптации, развивающейся в условиях хронического облучения в ряду поколений.
При несомненной сложности оценки миграционных процессов в естественных популяциях мелких млекопитающих особенностью радиоактивно загрязненных территорий является наличие на них естественных абсолютных маркеров — излучателей, по пищевым цепям поступающих в организм животных. В частности, 908г, задерживаясь в скелете позвоночных на длительный срок, пожизненно метит обитающих здесь животных. Существенные отклонения у некоторых особей в депонировании 908г от закономерностей его аккумуляции у основной массы животных, обитающих в данном регионе, указывают на принадлежность этих особей к мигрантам, т.е. по уровню аккумуляции радионуклида можно выявить долю мигрантов и оседлых животных — основной параметр подвижности популяции (Лукьянов, Лукьянова, 2002). Такой подход многократно апробирован (Ильенко, 1978; Ильенко, Крапивко, 1989; Стариченко, 2002, 2004; Любашевский и др., 2002; Любашевский, Стариченко, 2010). Он относится к группе косвенных методов анализа, с помощью которого выполнена большая часть работ по оценке подвижности—оседлости населения мелких млекопитающих; прямые методы (см. обзор Большаков, Баженов, 1988) используются реже.
Цель данной работы — обобщение многолетних исследований накопления 908г в костной тка-
Схема расположения точек отлова мелких млекопитающих на территории ВУРСа и сопредельной контрольной территории (Климова и др., 2007) с модификацией (пунктирные линии) по "Изучение радиоэкологических..." (2005). Изолинии начальной плотности загрязнения 908г — в кБк/м2 (Ки/км2) (1 кБк/м2 = 2.7 х 10-2 Ки/км2). Масштаб 1 : 100000.
ни разных видов мелких млекопитающих, обитающих на территории ВУРСа и сопредельной контрольной территории, и косвенная оценка степени их миграции.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Исследовали удельную активность 908г в костной ткани мелких млекопитающих, отловленных в разные годы на территории ВУРСа с плотностью загрязнения 908г 18.5 и 37 МБк/м2 (500, 1000 Ки/км2 - эпицентр ВУРСа) и 74-3700 кБк/м2 (2-100 Ки/км2 — периферия ВУРСа), а также на контрольных территориях с плотностью загрязнения 7.4—74 кБк/м2 (0.2—2 Ки/км2), находящих-
ся на расстоянии 0.5—4 км от границы ВУРСа (см. рисунок). Контролем служили также территории вне зоны ВУРСа (окрестности г. Каменска-Уральского, Оренбуржье, Ботсад ИЭРиЖ УрО РАН, г. Екатеринбург).
Состав исследованных животных представлен следующими видами: полевка обыкновенная (Microtus arvalis s.l. Pall., 1778), полевка узкочерепная (Microtusgregalis Pall., 1779), полевка-экономка (Microtus oeconomus Pall., 1776), пашенная полевка (Microtus agrestis L., 1761), красная полевка (Clethrionomys rutilus Pall., 1779), водяная полевка (Arvicola terrestris L., 1758), малая лесная мышь (Sylvaemus uralensis Pall., 1811), мышь полевая (Apodemus agrarius Pall., 1771). Изучена костная ткань от 1583 грызунов. По территориям отлова
Таблица 1. Статистические характеристики накопления 90$г в костной ткани животных, отловленных на территории ВУРСа и сопредельной контрольной территории, Бк/г
Плотность загрязнения почвы 90Sr n M (min-max) SD m Per 10 Qar 25 Med Qar 75 Per 90
37 МБк/м2 (1000 Ки/км2) 12 1454 (417-2839) 793 229 556 891 1287 2084 2528
ВУРС 18.5 МБк/м2 (500 Ки/км2) 561 169 (0.2-1198) 148 6 51 80 127 205 331
Периферия 74-3700 кБк/м2 (2-100 Ки/км2) 469 44 (0.2-853) 58 3 0.2 9 32 58 111
Вся территория: 74 кБк/м2-37 МБк/м2 (2-1000 Ки/км2) 1042 127 (0.2-2839) 210 7 6 31 78 144 269
ь 387 2.2 (0.2-249) 15 0.7 0.2 0.2 0.2 0.9 2.3
л о тро н о Ко 7.4-74 кБк/м2 (0.2-2 Ки/км2) 360 (без удельной активности 90Sr > 4 Бк/г, n = 27) 0.5 (0.2-3.4) 0.6 0.03 0.2 0.2 0.2 0.6 1.4
Примечание. M — среднее арифметическое, min—max — диапазон значений, SD — стандартное отклонение среднего, m — стандартная ошибка, Med — медиана значений, Per — процентиль (с уровнем 10% и 90% соответственно), Qar — квартиль (с уровнем 25% и 75% соответственно).
животные распределены следующим образом: территория ВУРСа — 1042 экз., сопредельная "чистая" территория — 387 экз., контрольная территория вне зоны ВУРСа — 45 экз.; еще 109 животных были отловлены (территория ВУРСа и сопредельный контроль) для специальных целей и умерщвлены после содержания в виварии на чистых кормах в течение от двух недель до одного года.
В настоящее время основными дозообразую-щими радионуклидами на ВУРСе являются ß-излучатели 90Sr и дочерний 90Y и ß-у-излучатель 137Cs (его удельная активность в почве на два порядка ниже, чем 90Sr + 90Y). В организме животных 90—95% 90Sr + 90Y депонировано в костной ткани, поэтому правомерно отождествлять величину ß-активности скелета и содержание в нем этих радионуклидов. В то же время для простоты изложения мы употребляем словосочетание "удельная активность 90Sr", подразумевая под ней активность, обусловленную 90Sr + 90Y.
Радиометрию проб проводили на приборе "RFT 10 MHz - Zahler VAG-120". Для расчета удельной активности образцов (Бк/г сырой кости) градуировку прибора производили по серии калийных эталонов (Стариченко, Любашевский, 1998).
Мигрантами считали животных, у которых удельная активность 90Sr в скелете <10% или >1000%, чем средние значения в выборке, прини-
маемые за 100%. Этот критерий "порядка величин" опирается на статистическое исследование принадлежности животных к данной выборке и близок к примененному в работе А. И. Ильенко (1978).
Известно, что частотное распределение значений удельной активности 90Sr у животных из природной среды обычно носит логнормальный характер (Стариченко, Любашевский, 1998; Тарасов, 2000; Chesser et al., 2000), однако характеристики несимметрично распределенных данных (медиана, квартили, процентили) игнорируют большую часть информации и не имеют алгебраического выражения. Поэтому для описания всей совокупности данных наряду с ними использованы среднее значение, стандартное отклонение и стандартная ошибка, для внутривидовых характеристик — среднее значение и стандартная ошибка среднего (мигрантов при усреднении исключали).
Статистическая обработка данных выполнена с помощью пакета лицензионных программ Microsoft Excel 2002 и Statistica 6,0 (StatSoft Inc.).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
В табл. 1 приведены статистические характеристики накопления 90Sr в костной ткани объединенной многолетней выборки животных (без учета видовых особенностей), отловленных в разных зонах ВУРСа и на сопредельной с ним контроль-
ной территории. Четко выражена тенденция к падению среднего уровня накопления 908г в направлении от эпицентра к периферии ВУРСа (1454— 169—44 Бк/г), что хорошо укладывается в современные представления о корреляции депонирования 908г в скелете в зависимости от загрязнения почвы (Ильенко, 1968; Тарасов, 2000; СИе88ег е!а1., 2000) и свидетельствует об относительной оседлости населения. Корреляция удельной активности 908г в костях и содержания радионуклида в почве выявлена (Нил, Ларсон, 1968) также для таких подвижных животных, как зайцы, после атомных взрывов в штате Невада (США). Отмечено, что состояние динамического равновесия между содержанием 908г в среде и его поступлением в организм устанавливается через 20 сут после начала выпадения радиоактивных осадков.
Однако корреляция 908г скелета/908г почвы, четко прослеживающаяся при статистическом сравнении группировок, не отвергает широкой вариабельности депонирования радионуклида в организме особей. Ряд этих особенностей может быть объяснен без привлечения феномена миграции.
Известно, что даже в лабораторном эксперименте на линейных мышах в группах одновоз-растных животных индивидуальные различия кинетики 908г и стабильного фтора могут достигать 2—8 раз (Стариченко, 2010). В природной среде диапазон изменчивости гораздо шире. Например, некоторые авт
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.