Естественная радиация и ее влияние на живой организм. реферат по биотехнологии березниченко. Реферат По дисциплине Радиационная экология

• Название: Реферат По дисциплине Радиационная экология
• Анкор: Естественная радиация и ее влияние на живой организм
• Дата: 08.03.2023
• Размер: 481 Kb.
• Имя файла: реферат по биотехнологии березниченко.doc
• Тип: Реферат; #975306
• страница: 4 из 10

Природный радиационный фон и эволюция

Согласно общепринятой гипотезе ученого А.И. Опарина, возникновению жизни на Земле предшествовал длительный период абиогенного синтеза простых и высокополимерных веществ, на основе которого произошел переход от неживого к живому. Речь идет о веществах, в основе которых лежит углерод. Только углерод благодаря своим уникальным свойствам способен образовывать линейные и пространственные каркасы углеродных цепей, а также прочные ковалентные связи с водородом, азотом и кислородом. Углеводороды, ставшие источником углерода, могли образовываться в большом количестве в результате геологических процессов. Но для синтеза веществ, предшествующих образованию жизни, необходимы мощные источники энергии, т. к. сами по себе углеводороды достаточно инертны. Долгое время согласно традиционным представлениям таким источником считалось коротковолновое ультрафиолетовое излучение. Однако в настоящее время все большее количество сторонников приобретает гипотеза о том, что ведущую роль в нарушении инертности углеводородов сыграла ионизирующая радиация.

Установлено, что эволюция шла не по всему земному шару одновременно, а была приурочена к разломам земной коры, где возникали источники ионизирующих излучений значительной мощности. Ионизирующее излучение обладает самой большой энергией, значительно превышающей энергию любой химической связи. Это способствовало образованию свободных радикалов, обладающих свободными валентностями и имеющих высокую реактивность, что давало богатый материал для последующего синтеза аминокислот, полипептидов, нуклеотидов. Большую роль играла ионизирующая радиация и в дальнейшей эволюции живых организмов.

Как известно, мутации, изменения структуры ДНК и связанное с этим изменение свойств организма дают большой исходный материал для последующего естественного отбора – основного фактора эволюции жизни. Расчеты Н.П. Дубинина (1961) показали, что у такого радиочувствительного организма, как организм человека, с продолжительностью репродуктивного периода примерно в 30 лет естественный фон радиации может вызывать до 25 % общего числа спонтанных мутаций. Если принять во внимание, что в первый миллиард лет развития простейших форм жизни радиоактивный фон был выше современного, а временами (на протяжении десятка тысячелетий) из-за вспышек сверхновых звезд повышался в сотни, а может быть, и в тысячи раз, то будет ясно, что вклад радиации как постоянно действующего мутагенного фактора в начальный период эволюции трудно переоценить. Весьма вероятно, что первичные формы жизни, еще эволюционно не выработавшие современных систем защиты и восстановления генетических структур от мутагенного действия радиации, были значительно радиочувствительней, чем современные виды, что также повышало роль этого фактора в развитии жизненных форм. Легко возникающие под влиянием радиации в окружающей среде различные перекиси (перекись водорода, органические перекиси, эпоксиды, гидроперекиси) и хиноны являлись теми первыми химическими мутагенами, вклад которых в эволюцию также был связан с наличием ядерной радиации.

Чтобы получить правильное представление о роли ионизирующей радиации в эволюции жизни на нашей планете, нельзя забывать, что радиационная обстановка претерпевала значительные изменения и во времени (2,5 млрд лет) и в пространстве нашей планеты. Палеонтология в развитии жизни на Земле отмечает несколько периодов вспышек и вымирания. Ярким примером является палеозойская эра, характеризующаяся невиданным расцветом гигантских земноводных, рептилий и ящеров, длившаяся двести миллионов лет и закончившаяся массовым вымиранием и исчезновением с лица Земли характерных для нее форм животных. В течение всего этого времени шел отбор по радиоустойчивости. Известно, что мелкие рептилии, дожившие до наших дней, характеризуются большой радиустойчивостью (Д50/50 для рептилий сегодняшнего дня 5–20 крад, при радиочувствительности позднее возникших млекопитающих 0,2–0,7 крад).

Около 200 млн лет потребовалось для начала новой эры палеогена, когда вновь от сравнительно простых форм начала свое развитие уже современные фауна и флора (около 10 млн лет тому назад). На основании своих обширных ботанико-географических исследований Николай Иванович Вавилов пришел к выводам, что видообразование как диких, так и культурных растений приурочено к определенным регионам Земли, что в прошлом оно происходило не равномерно в пространстве, а было локализовано в определенных мировых центрах. Вавилов дал географическую картину первичных областей видообразования и подчеркнул, что эти области приурочены преимущественно к горным и предгорным районам. Особенно ярко проявляются они в Центральной и Южной Америке. Вавилов выявил центр видообразования в Центральной Америке – горный южномексиканский, и он совпадает с расположеными в этом районе крупными урановыми провинциями Лайв-Ок, Карнс, Буэна-Виста, Британская Колумбия и Сьерра-Пена-Бланка.

Современные исследования показывают, что небольшие дозы радиации оказывают стимулирующее действие на размножение и развитие многих простейших организмов. Поэтому начало эпохи уранонакопления знаменовалось усиленным размножением фито- и зоопланктона, увеличением биомассы Океана. Одновременно с размножением живые организмы поглощают, концентрируют в себе урановые соли из окружающей среды, что ведет к их еще большему облучению, сопровождающемуся усиленным мутагенезом.

О биологическом значении естественного радиационного фона (ЕРФ) Земли существуют противоречивые суждения. Согласно одним моделям фоновое облучение вредно, согласно другим – оно является необходимым фактором возникновения и эволюции жизни на Земле. Многочисленные комплексные медицинские исследования не выявили дополнительных нарушений в состоянии здоровья населения, проживающего на территории с повышенным радиационным фоном, по сравнению с регионами со среднепланетарным уровнем ЕРФ, в том числе по таким показателям, как уровень онкологической заболеваемости, состояние репродуктивного здоровья и др. Наоборот, жители этих районов, как правило, имеют более высокую среднюю продолжительность жизни и меньше болеют раком. Более того, у жителей Хиросимы и Нагасаки, получивших во время атомной бомбардировки малую дозу радиации, не отмечено роста заболеваемости злокачественными опухолями. Оценивая опасность малых доз ионизирующего излучения, следует учитывать, что во внешней среде кроме радиации имеется много других вредных агентов физической, химической и биологической природы, многие из которых являются канцерогенами, и опасность их воздействия значительно выше опасности малых доз радиации.