научная статья по теме АККУМУЛЯЦИЯ 90SR В КОСТНОЙ ТКАНИ ОБЫКНОВЕННОЙ СЛЕПУШОНКИ ИЗ ГОЛОВНОЙ ЧАСТИ ВОСТОЧНО-УРАЛЬСКОГО РАДИОАКТИВНОГО СЛЕДА Охрана окружающей среды. Экология человека

Текст научной статьи на тему «АККУМУЛЯЦИЯ 90SR В КОСТНОЙ ТКАНИ ОБЫКНОВЕННОЙ СЛЕПУШОНКИ ИЗ ГОЛОВНОЙ ЧАСТИ ВОСТОЧНО-УРАЛЬСКОГО РАДИОАКТИВНОГО СЛЕДА»

ЭКОЛОГИЯ, 2011, № 1, с. 57-63

УДК [574:539.163]+591.1+575.1

АККУМУЛЯЦИЯ 90Sr В КОСТНОЙ ТКАНИ ОБЫКНОВЕННОЙ СЛЕПУШОНКИ ИЗ ГОЛОВНОЙ ЧАСТИ ВОСТОЧНО-УРАЛЬСКОГО РАДИОАКТИВНОГО СЛЕДА

© 2011 г. В. И. Стариченко

Институт экологии растений и животных УрО РАН 620144 Екатеринбург, ул. 8 Марта, 202 E-mail: starichenko@ipae.uran.ru Поступила в редакцию 14.01.2010 г.

Исследовали уровень аккумуляции 90Sr в костной ткани обыкновенных слепушонок (Ellobius talpi-nus Pallas, 1770), обитающих в условиях хронического поступления 90Sr в эпицентре Восточно-Уральского радиоактивного следа (плотность загрязнения 90Sr — 37 МБк/м2 или 1000 Ки/км2) и характеризующихся подземным образом жизни, посемейной организацией поселений и крайне малой способностью к расселению. На фоне отсутствия половых и возрастных особенностей в депонировании 90Sr обнаружены 7-кратные различия индивидуальных показателей аккумуляции радионуклида. Выявлена наследственная (семейная) детерминация изменчивости накопления 90Sr. Рассмотрены вероятные причины различий величины семейной компоненты по сравнению с результатами лабораторных экспериментов на линейных мышах. Подтверждена возрастная инверсия аккумуляции 90Sr, ранее обнаруженная у других видов млекопитающих на территории ВУРСа. Представлен возможный механизм ее формирования.

Ключевые слова: слепушонка обыкновенная, Восточно-Уральский радиоактивный след (ВУРС), костная ткань, семейный анализ, коэффициент внутрисемейной корреляции.

Обыкновенная слепушонка (Ellobius talpinus Pallas, 1770) представляет собой специализированный вид полевок, к особенностям которого относятся преимущественно подземный образ жизни и сложная популяционная структура. Вопросам экологии слепушонки посвящено много работ, однако в радиоэкологическом плане это недостаточно изученный вид. Например, отсутствуют какие-либо экспериментальные данные по кинетике остеотропных радионуклидов (в частности, 90Sr — одного из основных дозообразую-щих радионуклидов в Уральском регионе) в скелете слепушонки, не известны особенности их накопления при обитании на радиоактивно загрязненных территориях в зависимости от эндогенных параметров животных. При этом наличие прочных семейных группировок, характерных для обыкновенной слепушонки (и присущих лишь очень немногим видам наземных грызунов), и незначительная миграционная активность представляют уникальную возможность для оценки наследственной (семейной) компоненты изменчивости депонирования 90Sr у животных из природной среды (Глотов, 1983). При использовании метода межлинейных сравнений (Шведов, Аклеев, 2001) наследственная обусловленность метаболизма 90Sr не нашла экспериментального подтверждения. Между тем

имеются наблюдения (Шагина и др., 2006), что у людей, проживающих на территории ВУРСа в условиях хронического поступления 908г, дисперсия его содержания внутри отдельных семей ниже, чем в среднем по населенному пункту.

Цель настоящей работы — исследовать закономерности депонирования 908г в костной ткани обыкновенных слепушонок, обитающих в головной части ВУРСа, в зависимости от пола, возраста и семейной принадлежности животных.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Слепушонки обитают в подземных норах, строят сложные системы ходов площадью до нескольких гектаров и перемещаются в основном под землей, очень редко выходя на поверхность. Длина суточного пробега слепушонок достигает 200—280 м (Хляп и др., 1980). Питаются слепушонки подземными частями растений, а также зеленью, червями, насекомыми.

Колониальные поселения этих грызунов состоят из относительно изолированных семей, живущих на ограниченной территории в течение многих лет с естественной сменой поколений. В каждой семье в размножении чаще всего участвуют одна самка ("матка") и один-два самца. Мо-

лодые самки приступают к размножению только после гибели "матки" (сеголетки не участвуют в размножении). В течение года самки приносят три-четыре помета, в выводке обычно два-четыре детеныша. Внутри поселения за счет сезонного расселения молодых животных происходит образование новых (молодых) семей (в основном на периферии поселения), которые могут также "отпочковываться" от старых. После третьей зимовки оставшиеся в семьях слепушонки ведут оседлый образ жизни. Среди грызунов обыкновенная слепушонка считается долгожителем. Предельный возраст жизни слепушонки — 6 лет (Евдокимов, 2001; Шевлюк, Елина, 2008).

Уровень депонирования 90Sr (суммарную ß-активность 90Sr + 90Y) исследовали в костной ткани обыкновенных слепушонок, обитающих в головной части ВУРСа на поляне размером ~300 х 500 м, где плотность загрязнения 90Sr составляет 37 МБк/м2 (1000 Ки/км2). Контролем служили слепушонки, отловленные на территории с плотностью загрязнения 7.4 кБк/м2 (0.2 Ки/км2) (Челябинская область, Кунашакский р-он, дер. Аминево). У животных, отловленных на территории ВУРСа, фиксировали семейную принадлежность каждой особи, на контрольной территории этого не делали. Исследовано 60 (8 семей) и 34 животных соответственно.

Основными искусственными загрязнителями на территории ВУРСа являются 90Sr и 137Cs (смешанный ß-у-излучатель). Оба радионуклида накапливаются в организме обитающих здесь животных. Однако радиохимический анализ проб тканей животных с этих территорий показал, что ß-активность скелета на 90—95% обусловлена 90Sr + 90Y (Бетенеков и др., 1996). Сходные результаты получены при исследовании накопления радионуклидов в организме грызунов и крупных млекопитающих на ВУРСе: удельная активность 137Cs в их скелете на 2—3 порядка величин меньше, чем 90Sr, а содержание 137Cs в скелете составляет от десятых долей процента до нескольких процентов (Тарасов, 2000). Близкое соотношение выявлено также у жителей, проживающих на сопредельных с ВУРСом территориях (Degteva et al., 1998). Поэтому мы считаем правомерным отождествлять величину ß-активности скелета и содержание в нем 90Sr + 90Y.

Наоборот, суммарная ß-активность мягких тканей, химуса и растительности обусловлена 90Sr + 90Y и 137Cs. Поэтому при сравнении накопления радионуклидов в скелете и других тканях для унификации представляемого материала мы говорим о ß-активности.

Для изучения депонирования 90Sr использовали длинные трубчатые кости. Радиометрию осуществляли на приборе "RFT 10 MHz — Zahler VAG-120" с использованием калийных эталонов

(Стариченко, Любашевский, 1998). Для анализа загрязненности почвы в районе обитания слепушонок на территории ВУРСа пробы отбирали из выбросов почвы, которые делают слепушонки во время рытья. Радиохимическое определение 90Sr производили оксалатным методом по дочернему 90Y (Методические рекомендации..., 1980).

Выбор метода статистического анализа данных осуществляли после проверки характера их распределения. Для описания данных использовали среднее значение, стандартную ошибку среднего, медиану и квартили. Значимость различий между выборками оценивали с помощью i-критерия Стьюдента. Различия считали достоверными при доверительной вероятности не менее 95% (уровень значимостир < 0.05).

Для оценки степени наследственной (семейной) детерминации изменчивости количественных показателей использована компонентная модель дисперсионного анализа — иерархический план со смешанными эффектами, в которой факторы "пол" и "возраст" рассмотрены как фиксированные, а фактор "семья" — как случайный.

Масса тела слепушонок имеет распределение, близкое к нормальному, удельная активность 90Sr — логнормальное. Поэтому для соблюдения предположения нормальности использовали логарифмическое преобразование удельной активности 90Sr, однако для простоты изложения мы употребляем словосочетание "удельная активность 90Sr", подразумевая под ним как собственно удельную активность, так и логарифм удельной активности. Анализировали изменчивость массы тела и удельной активности 90Sr в костной ткани.

Для получения F-статистик для исследуемых эффектов в смешанной модели дисперсионного анализа использован синтез знаменателя (Шеф-фе, 1963; Sokal, Rohlf, 1995). Оценкой степени наследственной детерминации исследуемых признаков служит коэффициент внутриклассовой корреляции (R), соответствующий отношению компоненты дисперсии соответствующего случайного фактора к полной дисперсии (Sokal, Rohlf, 1995) (компонента дисперсии равна R х 100%).

Анализ данных выполнен с помощью компьютерного пакета лицензионных программ Microsoft Excel 2002 и Statistica 6.0 (StatSoft Inc.).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Удельная активность 90Sr в костной ткани слепушонок с контрольной территории незначительна (0.2 ± 0.05 Бк/г сырой кости) и соответствует фоновому уровню содержания 90Sr в скелете мелких млекопитающих на "чистых" территориях. На "грязной" территории она равна 765 ± 54 Бк/г (индивидуальные показатели колеблются от 225 до 1652 Бк/г)

Таблица 1. Накопление 90$г в костной ткани обыкновенных слепушонок, обитающих в головной части ВУРСа (посемейный анализ)

№ семьи n Масса тела, г Удельная активность 90Sr, Бк/г

Самцы Самки Среднее Самцы Самки Среднее

1 12 (7/5)* 36.9 (32.0- ± 1.6 -42.6) 39.4 (36.6- ± 1.2 43.0) 37.9 (32.0- ± 1.1 43.0) 298 ± 35 (225-503) 317 ± 51 (252-517) 306 ± 29 (225-517)

2 11 (6/5) 43.1 (40.0- ± 1.0 -46.0) 45.8 (42.8- ± 1.0 48.6) 44.3 (40.0- ± 0.8 48.6) 580 ± 20 (487-623) 599 ± 19 (539-645) 589 ± 13 (487-645)

3 11 (4/7) 49.2 (46.9- ± 1.8 54.3) 44.5 (34.2- ± 2.2 48.9) 46.2 (34.2- ± 1.6 54.3) 445 ± 52** (388-601) 653 ± 49 (510-900) 577 ± 47 (388-900)

4 5(2/3) 38.3 (30.7- ± 7.6 45.9) 43.0 (39.6- ± 1.7 45.0) 41.1 (30.7- ± 2.8 45.9) 957 ± 37** (920-994) 765 ± 30 (716-820) 842 ± 51 (716-994)

5 5(1/4) 37.0 44.4 (39.7- ± 2.0 48.8) 42.9 (37.0- ± 2.1 48.8) 1249 1238 ± 38 (1140-1323) 1240 ±29 (1140-1323)

6 6(4/2) 48.1 (44.4- ± 2.3 53.6) 48.8 (48.8- ± 0.0 48.8) 48.3 (44.4- ± 1.4 53.6) 1390 ±64** (1207-1482) 1590 ±22 (1567-1612) 1457 ±59 (1207-1612)

7 6(4/2) 47.0 (38.0- ± 3.5 -53.4) 49.2 (47.4- ± 1.8 50.9) 47.7 (38.0- ± 2.3 53.4) 1370 ± 107 (1152-1652) 1265 ± 34 (1231-1299) 1335 ± 72 (1152-1652)

8 4(2/2) 47.7 (46.8- ± 0.8 48.5) 45.0 (35.7- ± 9.3 54.2) 46.3 (35.7- ± 3.9 54.2) 508 ± 39 (469-547) 599 ± 141 (458-740) 554 ± 65 (458-740)

С

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.

Показать целиком