Сучасні живі організми і середовище їх проживання знаходяться підпостійним антропогенним тиском. Це тиск багатолика і різноманітно.
Але загальним для нього є зменшення біологічного різноманіття,зміна ходу еволюції, генетична ерозія і, як наслідок, падінняякості життя самої людини.
Серед безлічі факторів, що негативно впливають на популяції, біоценози ібіоту в цілому, варто назвати так звані "забруднювачі" навколишньогосередовища. Хоча в атмосфері виявлено понад три тисячі сторонніх хімічнихречовин, основними компонентами забруднення є озон, сірчистий газ,окис вуглецю, оксиди азоту, вуглеводні та інші сполуки, основнимиджерелами яких є ГРЕС і ТЕЦ, транспорт, пестициди та добрива.
Токсичною дією володіють також важкі метали. Підраховано, щокількість відходів, що забруднюють середовище проживання, щорічно збільшується всередньому на 4%.
Особливе місце у забрудненні навколишнього середовища займає радіоактивнезабруднення. У наш час радіація стала всюдисущої, всепроникаючою і вякомусь сенсі нескінченною. За образним висловом одного здослідників радіоактивності, "ми купаємося в море радіації, носимо її всобі "(цит. за Булатову, 1996). Вражаючим дією володіють не тількивисокі дози радіації, але, як показали незалежні дослідження професора
Гофмана (1994), малі дози (до 20 Гр) також здатні викликати різнізахворювання у людини, у тому числі і рак.
джерел радіоактивного забруднення багато, але головні з них видобутокі збагачення урану;
Дія забруднювачів на живі організми відчувається на різних рівнях.
Підвищені фони забруднення можуть діяти на окремі організми, їхоргани і тканини, на клітини і окремі внутрішньоклітинні структури, а також набільш високі рівні організації живих систем - популяції і спільноти.
У численних дослідженнях показано, що забруднення повітрязначно впливає на ріст і розвиток різних видів рослин.
Загальним ефектом цієї дії є зниження продуктивності рослин.
Так, наприклад, забруднення повітря окислювачами на східному узбережжі СШАзнизило врожайність картоплі на 50% (Marx, 1975). Токсичність озонупроявляється в появі хлоротіческіх плям і опадання листя. Нерідко накоріння пошкоджених рослин спостерігається утворення колоній грибів увеликих кількостях, ніж у здорових рослин. Озон та інші забруднювачіінгібують функціональну активність мітохондрій і збільшуютьпроникність клітинних мембран. Під дією озону епідермальні клітинилопаються, втрачають протоплазму і руйнуються. Озон окисляє сульфогідрільниегрупи багатьох біологічно активних сполук, що беруть участь венергетичних процесах організмів.
Встановлено, що стійкість рослин тютюну та цибулі до пошкоджуючогодії озону контролюється домінантними генами, які регулюютьчутливість мембран устьічних замикає клітин до озону.
В. П. Бессонова (1992) досліджувала вплив забруднення середовища важкимиметалами на деревні і чагарникові рослини. Вона показала, що вумовах забруднення спостерігаються різні порушення в мейозі і, якнаслідок, освіта стерильною пилку. У наших дослідженняхвстановлено, що важкі метали в кількостях, що перевищують ГДК (граничнодопустимі концентрації), загальмовують зростання картоплі, етіоліруют йоголистя, змінюють геліотропізму. У той же час присутність у живильномусередовищі таких елементів, як кадмій і свинець у концентраціях, рівних ГДК,стимулювало зростання рослин на 10-20% у порівнянні з контролем.
Про дію радіації на живі організми є величезна література,так як вивчення цього питання почалося ще на початку ХХ століття.
Загально біологічних дію радіації в залежності від дози опромінення можевиражатися в стимуляції, пригнічення і летальний ефект. Іонізуючівипромінювання можуть викликати різні каліцтва на ранніх стадіях розвиткуорганізму. У стадії гаметогенезу - порушення цього процесу, що ведуть достерильності. Радіація також діє на метаболізм рослин і тварин,зачіпаючи самі різні функції організмів. Так, наприклад, при вивченніреакції рослин житняку гребінчастого (Agropyron cristatum) на різнідози опромінення нами встановлено більш високу, ніж в контрольних рослинах,вміст цукрів, аскорбінової кислоти, хлорофілів "а" і "в". Діючина фізичну та хімічну структуру хромосом, радіація викликаєспадкові зміни - мутації.
Численні дослідження показали, що ефекти радіоактивногоопромінення в значній мірі залежать від радіочутливостіорганізмів, від виду радіації і від режиму опромінення, тобто від розподілудози в часі або від її потужності. Е. И. Преображенська (1971) вивчиларадіочутливість у 700 видів та сортів рослин і розділила їх з цьоговластивості на три великі групи: радіочутливим, що витримують дозиопромінення від 150 до 250 Гр, Середньовразливе - 250-1000 Гр ірадіостійкість - понад 1000 Гр. За сучасними уявленнямирадіостійкість-радіочутливість визначається такими основнимифакторами: а) обсяг і структурна організація генома; б) активністьприродних захисних та сенсибілізуючої систем; в) рівень активностіферментів репарації; г) гетерогенність клітин і можливість репопуляціі
(Кузін, Каушанський, 1981).
Найбільш важливою особливістю всіх забруднювачів навколишнього середовищає їхня здатність викликати спадкові зміни - мутації. Дляілюстрації наведемо лише один приклад з багатьох експериментальнихданих, отриманих до теперішнього часу. При оцінці наслідків впливуядерних випробувань та інших антропогенних забруднень було проведенопорівняльне вивчення популяцій дикорослих і культурних рослин зчистих (контрольних) і зазнали радіоактивного забруднення районів
Алтайського краю. При цьому була встановлена більш висока частота клітин зперебудовами хромосом у гороху, житняку, гречки, зібраних у забрудненихрайонах, у порівнянні з частотою перебудов у тих же видів, взятих зконтрольних районів. Крім того, методом електрофорезу в поліакриламідномугелі встановлено широкий поліморфізм за спектром запасного білка насіннядикорослих популяцій житняку гребінчастого (Agropyron cristatum). При цьомувиявлено, що кількість варіантів запасного білка в популяціях з контрольнихрайонів виявилося істотно нижче, ніж у популяціях із забрудненихрайонів. Ці дані вказують на підвищений рівень мутаційного процесу врослинних популяціях забруднених районів (Галасливе та ін, 1993).
При розгляді ефектів дії забруднювачів, і в першу чергудії радіації на природні популяції, виявляється складна взаємодіяпідвищеного рівня мутірованія і відбору, спрямованого на елімінацію зновуіндукованих мутацій, які, як правило, знижують життєздатність.
Однак дія відбору неоднозначно. Він спрямований не тільки на елімінаціюполулетальних та летальних мутацій, але і на підтримку мутацій, що підвищуютьжиттєздатність і резистентність організмів до мутагенних факторів.
Виникнення і відбір таких мутацій веде до глибоких змін популяцій,підданих впливу забруднювачів.
У природних умовах проживання рослинні організми представленіпереважно у вигляді більш-менш складних спільнот (фітоценозів), вяких всі складові тісно пов'язані один з одним і з компонентамизовнішнього середовища. Загальним біологічним ефектом забруднювачів середовища єзниження біомаси фітоценозу і збіднення його видового складу.
Короткий екскурс в проблему забруднювачів навколишнього середовища приводить насдо переконання в тому, що вони є не лише факторами, які інгібуютьжиттєздатність живих організмів, але й потужними чинниками процесуформоутворення. Вони можуть змінювати напрямок і темпи формуванняприродних популяцій і культігенов, аж до біоценозів. До теперішньогочасу накопичилося достатньо даних, що свідчать про те, що види іпопуляції включають у свою структуру як стійкі особи, так ісприйнятливі до різних забруднюючих факторів. При цьому спостерігаєтьсязначне варіювання за цією ознакою. За даними Brennan, Hаlisky
(1970), вивчили стійкість деяких трав'янистих рослин до озону ідвоокису сірки, мітлиця і однорічний мятлик виявилися найменш стійкими,Свинорой був найбільш стійкий, а багаторічний райграс і овсяница червонамали проміжну реакцію.
Аналіз літературних даних показує, що є істотнівідмінності між видами рослин за їхньою здатністю концентруватирадіонукліди. За інших рівних умов найбільш ефективними накопичувачамистронцію-90 є зернобобові (горох, люпин) і бобові трави, потімкоренеплоди; меншою мірою накопичують радіонукліди зернові (овес,пшениця) і кормові злаки (Федоров та ін, 1989).
Проведений нами польовий і лабораторний аналіз різних видівдикорослих рослин дозволив встановити наявність внутрішньовидовогополіморфізму за здатністю концентрувати стронцій-90. Було встановлено,що популяції складаються з рослин, ефективно і не ефективноконцентрують цей радіонуклід, причому перші концентрують у 2-37 разівбільше, ніж друге. Частка рослин з високою концентрує здатністюможе досягати 10%.
Все це наштовхує на думку про необхідність і можливість селекції настійкість до забруднюючих факторів середовища. З іншого боку, здатністьдеяких форм концентрувати великі кількості забруднювачів, і в першучергу радіонукліди, породжує надію на можливість створення формрослин-очисників середовища від активних ізотопів, важких металів та іншихзабруднювачів. Це припущення має під собою теоретичне обгрунтування.
В. І. Вернадський (1940) вказував, що хімічний склад організмів може бутитаким же видовою ознакою, як і їхні морфологічні особливості, ірозрізняв види організмів, багаті даними елементом, і звичайні. Іншимисловами, здатність концентрувати різні елементи у великихкількостях детермінована генетичної системою виду, популяції іокремих особин і, отже, вони можуть бути підданіштучного відбору.
На сьогоднішній день стає актуальною задача вивчення генетикиознак стійкості до забруднюючих факторів середовища, пошуку та збереженнягеноісточніков стійкості і створення сортів, резистентних до високихконцентрацій "забруднювачів", а також сортів, здатних абсорбувати ввеликих кількостях токсичні речовини.
Автор не є оригінальним у постановці обговорюваної задачі. Вона буларозглянута у книзі А. А. Жученко (1980) "Екологічна генетика культурнихрослин ", але питання стало настільки злободенним (незабрудненіпростору зменшуються з кожним днем, подібно "шагреневою шкірі"), що донього доводиться звертатися неодноразово.
Список літератури.
1. Бессонова В.П.// Екологія. -1992. - № 4. - С. 45 - 50.
2. Булатов В.І. Росія радіоактивна. - Новосибирск: ЦЕРІС, 1996. - 267 с.
3. Вернадський В.І. Біогеохімічні нариси. - М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1940.
- 387 с.
4. Гофман Дж. Рак, що викликається опроміненням у малих дозах. - Ч: Соціально-екологічний союз, 1994. - 354 с.
5. Жученко А.А. Екологічна генетика культурних рослин. - Штиинца,
1980. - 587 с.
6. Кузин А.М., Каушанський Д.А. Прикладна радіобіологія. - М: Энергоиздат,
1981.
7. Преображенська Є.І. Радіостійкість насіння рослин. - М: Атомиздат,
1971. - C. 456.
8. Федоров Е.А. и др.// Екологія. - 1989. - № 5. - С. 79-83.
9. Галасливе В.К. та ін Генетичні ефекти антропогенних факторів середовища. -
1993.
