Функциональная структура популяции и накопление стронция–90 в костной ткани грызунов в зоне Восточно-Уральского радиоактивного следа

УДК 574:539.16.047:591.1

Е. Б. Григоркина*, Г. В. Оленев*, В. И. Стариченко*, М. В. Модоров*, О. В. Тарасов**

*Институт экологии растений и животных УрО РАН,
г. Екатеринбург, Россия, E-mail: grigorkina@ipae.uran.ru
**Восточно-Уральский государственный заповедник ЦЗЛ ФГУП ПО «Маяк»,
г. Озерск, Россия

Ключевые слова: грызуны, функциональный статус, стронций–90, миграция

FUNCTIONAL STRUCTURE OF THE POPULATION
AND STRONTIUM‑90 ACCUMULATION IN RODENTS’ BONES
IN THE ZONE OF THE EAST‑URAL RADIOACTIVE TRACE

E. B. Grigorkina*, G. V. Olenev*, V. I. Starichenko*, M. V. Modorov*, O. V. Tarasov**

*Institute of Plant and Animal Ecology of the Ural Branch of RAS, Ekaterinburg, Russia,
E-mail: grigorkina@ipae.uran.ru
**East-Ural State Reserve CZL FGUP PO «Mayak», Ozersk, Russia

Key words: rodents, functional status, strontium‑90, migration

Вопрос приспособления млекопитающих к хроническому радиационному воздействию продолжает оставаться дискуссионным в современной радиоэкологии. Одним из немногих весомых аргументов в пользу возможности радиоадаптации является установленный нами (Любашевский и др., 2002) факт отсутствия достоверных различий по комплексу морфофизиологических признаков у обыкновенных слепушонок (Ellobius talpinus Pallas, 1770), обитающих в эпицентре Восточно-Уральского радиоактивного следа (ВУРСа), где плотность загрязнения 90Sr составляет 37 МБк/м2 (1000 Ки/км2), по сравнению с животными из контрольной выборки – плотность загрязнения 7,4 кБк/м2 (0,2 Ки/км2). Между тем экспериментально показано (Григоркина, 1998, 2003), что обыкновенные слепушонки являются наиболее радиочувствительным видом из представительной серии грызунов (25 выборок), населяющих разнообразные экологические среды – леса, лесостепи, степи, пустыни, горы и тундры Евразии (Средней Азии и Урала). Говоря об Ellobius talpinus, следует учитывать экологические особенности вида – подземный (роющий) образ жизни и низкую способность к перемещению. Значительно более сложной представляется интерпретация данных, полученных на подвижных видах, к числу которых относятся мыши и полевки: их высокая миграционная активность приводит к тому, что за небольшие промежутки времени эти животные способны преодолевать значительные расстояния, подчас сопоставимые с размерами зоны техногенного неблагополучия.

Цель настоящей работы – используя уровень структурно-функциональных внутрипопуляционных группировок и морфофизиологические параметры, оценить аккумуляцию 90Sr в костной ткани малой лесной мыши (Apodemus uralensis Pallas, 1811) как одного из подвижных видов грызунов.

Объект исследования – малые лесные мыши, отловленные в 2002–2004 гг. в головной части ВУРСа (плотность загрязнения 90Sr составляет 18,5 МБк/м2 (500 Ки/км2)) и на контрольной территории (Челябинская область, 7,4 кБк/м2 (0,2 Ки/км2)) в сходных по геоботаническому описанию участках. В работе использованы данные, полученные в ходе безвозвратного изъятия зверьков давилками методом ловушко-линий в течение весенне-осеннего периодов. Анализ проведен на основе функционально-онтогенетического подхода (Оленев 1989, 2002), суть которого состоит в выделении внутрипопуляционных структурных единиц с учетом функционального статуса животных, связанного со спецификой роста, развития, участия в процессах репродукции. На основе использования возрастных маркеров (зубы) и генеративного состояния зверьков выделены три физиологические функциональные группировки (ФФГ): перезимовавшие особи (1 ФФГ), неразмножающиеся сеголетки (2 ФФГ), размножающиеся прибылые сеголетки (3 ФФГ). Уровень функциональных группировок вполне обеспечивает решаемые в работе задачи. Накопление 90Sr в скелете грызунов определяли радиометрическим методом (Стариченко, Любашевский, 1998). Радиометрию осуществляли на счетчике «RFT 10 MHz–Zanler VAG–120», рассчитывали удельную активность образцов (Бк/г сырой кости).

В зоне ВУРСа и на сопредельной фоновой территории зарегистрировано 7 видов мышевидных грызунов: Apodemus uralensis Pallas, 1811, A. agrarius Pallas, 1771, Microtus oeconomus Pallas, 1776, M. arvalis Pallas, 1779, M. agrestis Linnaeus, 1761, Clethrionomys rutilus Pallas, 1779, Arvicola terrestris Linnaeus, 1758. Наиболее многочисленным видом является малая лесная мышь, доля которой в отловах разных лет варьирует от 40 % до 60 %. Показатель обилия мышей в летний период в зоне радиоактивного загрязнения был несколько ниже, чем на контрольной территории, однако к осени численность грызунов практически не различалась. Рассматривая функциональную структуру популяции лесной мыши, следует отметить, что в зоне ВУРСа доля прибылых размножающихся животных в начале лета была также несколько ниже, чем на фоновом участке, но к концу октября число неразмножающихся сеголеток на сравниваемых территориях совпадало. Сравнительный анализ морфофизиологических характеристик (Шварц и др., 1968) и их вариабельности у зверьков одного функционального статуса также не выявил различий между размножающимися особями (1 ФФГ и 3 ФФГ) с «грязной» и «чистой» территорий. Однако у сеголеток 2 ФФГ обнаружена существенная разница по индексу надпочечника и гепатосупраренальному коэффициенту (Пузанский, 1974; Корнеев, Карпов, 1978), которые были значимо (p < 0,05) выше у животных с радиоактивно загрязненной территории, в то время как индекс селезенки (орган лимфопоэза, активно пролиферирующая радиочувствительная ткань) у этих зверьков был существенно ниже.

Концентрация 90Sr в костной ткани всех отловленных на контрольной территории животных не превышала фонового уровня – 3 Бк/г сырой кости (Стариченко, 2004). В каждой ФФГ присутствовали самцы и самки, которых рассматривали как единую выборку. Литературные данные, полученные на линейных и беспородных лабораторных мышах, а также на серых полевках из природной популяции, свидетельствуют об относительно небольших половых различиях в накоплении и индивидуальных особенностях метаболизма остеотропных радионуклидов (Стариченко, 2001). Попарное сравнение межгрупповых средних не обнаружило значимых различий в накоплении радионуклида между особями разного функционального статуса. Не выявлено также разницы между группировками по коэффициенту вариации (CV) удельной активности (для 1 ФФГ – 88 %, для 2 ФФГ – 87 %, для 3 ФФГ – 78 %). Однако изменчивость концентрации 90Sr, оцененная по отношению максимальной и минимальной величин (после нормирования), существенно различалась: у неразмножающихся сеголеток – в 17 раз, у перезимовавших особей – в 24 раза. У размножающихся сеголеток наблюдается наибольший диапазон индивидуальных концентраций радионуклида, отношение достигает 58.

Эти данные согласуются с материалами, полученными на рыжих полевках разных ФФГ. Показано, что наибольшими индивидуальными участками (Маклаков и др., 2004) характеризуются половозрелые, сексуально активные и наиболее агрессивные особи с высоким уровнем обменных процессов, по сравнению с неполовозрелыми зверьками, находящимися в «законсервированном» состоянии (низкий уровень метаболизма). Особи 1 ФФГ с рождения в предыдущем году до начала весеннего созревания и размножения в следующем году относятся ко 2 ФФГ и в период репродукции занимают промежуточное положение по накоплению 90Sr.

Исследование вклада эндогенных и различных средовых факторов в изменчивость скелетного метаболизма радиоактивного стронция является очень сложной проблемой. У грызунов из природной популяции оценка экзогенной и эндогенной составляющих представляется еще более трудоемкой, поскольку они относятся к цикломорфным млекопитающим со сложной возрастной структурой. Для них характерно циклическое изменение большинства биологических характеристик с периодом, примерно равным году, однократное серийное размножение и перекрывание поколений при наличии двух альтернативных путей развития (Оленев, 2004). Поэтому изучение эндогенных факторов метаболизма остеотропных радионуклидов у животных разного функционального статуса представляет самостоятельный интерес.

На аккумуляцию радионуклидов в скелете животных, населяющих радиационный биогеоценоз, влияют разные экологические факторы, такие как неравномерность загрязнения участков, образ жизни, миграционная активность вида и другие. Ранее мы (Григоркина, Оленев, 2004) обсуждали роль еще одного важного фактора – конфигурации загрязненной территории – в формировании «проточной» популяции грызунов с высокой миграционной активностью (мышей и полевок). В районе исследований ширина полигона с плотностью загрязнения 90Sr 1000 Ки/км2 составляет 800 м, 500 Ки/км2 – 1400 м, 250 Ки/км2 – 1580 м, 50 Ки/км2 – 1800 м. Мыши, обладая высокой способностью к передвижению, за небольшие промежутки времени способны преодолеть такие расстояния, поскольку длина их максимального суточного пробега составляет несколько километров. Поэтому в отловах в зоне ВУРСа одновременно присутствуют иммигранты с сопредельных территорий и особи, достаточно длительное время пребывавшие в «грязной» зоне. Так, животные ускользают от хронического воздействия повреждающего фактора. Можно предполагать, что процессы приспособления мелких млекопитающих при действии широкого спектра неблагоприятных факторов различной природы сдерживаются локальностью (конфигурацией) техногенно загрязненных территорий и особенностями миграции животных.

Работа выполнена при поддержке РФФИ (проект № 05–04–48939).


Zoocenosis — 2005
 Біорізноманіття та роль зооценозу в природних і антропогенних екосистемах: Матеріали ІІІ Міжнародної наукової конференції. – Д.: Вид-во ДНУ, 2005. – С. 467-469.

Розповісти колегам:

Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники