РАДИАЦИЯ И ТРАДЕСКАНЦИЯ

Возросшая антропогенная нагрузка на экосистемы выдвинула на первый план решение проблем, связанных с разработкой научно обоснованных мероприятий, направленных на улучшение качества окружающей среды и реабилитацию техногенно нарушенных территорий. Решение этих практических задач энвайроментологии непосредственно связано с изучением закономерностей сочетанного действия факторов различной природы на биологические системы. В связи с этим, цель наших исследований заключалась в выявлении закономерностей раздельного и сочетанного действия низких доз (концентраций) факторов радиационной и нерадиационной природы (нитрата тория-232, нитрата калия, хронического g-облучения, тяжелых металлов) на традесканцию (клон-02).

Исследования показали, что зависимость частоты любого из изученных типов нарушений в волосках тычинок традесканции (генные мутации, морфологические аномалии, потеря репродуктивной способности клеток (смотри рисунок) от дозы облучения в диапазоне 0.02 - 9.1 сГр имеет линейный характер. Модели, описывающие монотонно возрастающие процессы (линейная, логистическая) имеют весьма ограниченное применение, поскольку многообразие механизмов, участвующих в реализации отклика биологической системы на слабые внешние воздействия может приводить к снижению наблюдаемого эффекта при определенной интенсивности факторов. Установлено, что изменение условий питания растений существенно не модифицирует характер зависимости "доза - эффект", но повышает чувствительность растений по отношению к облучению в низких дозах. Повышенный выход различных нарушений в волосках тычинок водных культур традесканции по сравнению с оптимальными условиями роста при воздействии малых доз радиации может быть обусловлен быстрыми изменениями структурной организации генома, происходящими на уровне повторяющихся последовательностей ДНК.

Впервые показано, что 232Th может вызывать генотоксический, тератогенный и токсический эффекты у растений, как при отсутствии конкурирующих ионов в питательном растворе, так и при поступлении из сложных по ионному составу природных растворов (талая вода). Особенностью действия 232Th является его способность вызывать отставание хромосом в анафазе, что связано с воздействием на цетромерные участки хромосом и нити веретена деления. При сочетанном действии 232Th и низких доз хронического гамма-облучения выявляются нелинейные эффекты взаимодействия факторов:

- при воздействии 232Th и околофоновых доз радиации, в пределах которых частота различного типа нарушений в волосках тычинок традесканции находится в пределах нормы реакции, возможны любые типы эффектов - антагонизм, аддитивность, синергизм;

- сочетанное действие 232Th и хронического гамма-облучения в дозе, вызывающей достоверные эффекты, обусловливает антагонизм.

В присутствии нитрата калия существенно снижается генотоксический эффект действия 232Th, а также совместный эффект 232Th и хронического гамма-облучения.

Сложность и неоднозначность реакции растений на сочетанные воздействия связаны с индукцией генетической нестабильности малыми дозами радиации (Зайнуллин, 1997) и такими факторами среды как, например, условия питания растений (Cullis, 1983; Шумный и др., 1989). Генетическая нестабильность обусловливает саму возможность проявления нелинейных эффектов взаимодействия и определяет существенное изменение выраженности эффекта при воздействии любого дополнительного введенного в систему фактора или при изменении доз (концентраций) воздействующих агентов. Одним из механизмов, обеспечивающих возможность восстановления клеток от повреждений, вызванных воздействием факторов радиационной и нерадиационной природы является снижение пролиферативной активности клеток (Anne, 1996). Если повреждения ДНК по какой-либо причине не могут быть репарированы, происходит гибель клетки (возможен механизм апоптической гибели). Эти механизмы являются одной из причин возникновения антогонистических эффектов и вносят существенный вклад в возможности адаптации растений к сочетанному воздействию факторов радиационной и нерадиационной природы.

Т.Евсеева, м.н.с.