Отдаленные популяционно-генетические проблемы Чернобыля Глазко В.И., Глазко Т.Т. (Украина ).

1. Отдаленные популяционно-генетические проблемы Чернобыля Глазко В.И., Глазко Т.Т. (Украина). Vglazko@yahoo.com , Glazko@biotech.relc.com

2. Эффекты ионизирующего облучения зависят от исходного состояния и генотипических особенностей облучаемого объекта • Дестабилизирующие эффекты ионизирующего излучения для биологических объектов в первую очередь определяются не столько абсолютными значениями поглощенных доз, сколько их «новизной» для объектов • Селекция на увеличение количества радиорезистентных особей реализуется за счет ухода из воспроизводства популяции наиболее чувствительных, и наиболее специализированных особей. • Вклад Чернобыльской катастрофы в изменения генофонда человека можно будет оценить через несколько десятков лет, поскольку поколение, родившееся после аварии, только вступает в репродуктивный период.

4. 1. Эффекты ионизирующего облучения зависят от исходного состояния и генотипических особенностей облучаемого объекта

5. Межвидовые и внутривидовые отличия по радиорезистентности ПОЛУЛЕТАЛЬНЫЕ ДОЗЫ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ У линейных мышей под влиянием повышенного ионизирующего излучения обнаруживается увеличение частот встречаемости в клетках костного мозга только тех цитогенетических аномалий, изменчивость которых линейноспецифична для них в “чистой” зоне, в связи с возрастом или сезоном исследования. То есть, ионизирующее излучение не индуцирует новых аномалий, а только усиливает проявление исходно нестабильных цитогенетических характеристик для каждой из исследованных линий мышей.

6. Частоты встречаемости различных типов цитогенетических аномалий в клетках костного мозга мышей различного возраста и в разные сезоны исследований в контроле (спонтанный мутагенез) и в спец-виварии в Чернобыльской зоне («индуцированный» мутагенез Линия мышей BALB/c - наиболее изменчивые характеристики - двуядерные лейкоциты и одноядерные с микроядрами Линия мышей C57BL/6j - наиболее изменчивые характеристики - двуядерные лейкоциты и одноядерные с микроядрамии еще - доля анеуплоидных метафаз Линия мышей CC57W/Mv - наиболее изменчивые характеристики - одноядерные лейкоциты с микроядрами и еще - доля метафаз с хромосомными аберрациями

7. Зависимые от возраста частоты цитогенетических аномалий у мышей линии CC57W/Mv) в Чернобыльском виварии:увеличение частот клеток с аномалиями в костном мозгу в Чернобыле по сравнению с контролем у юных мышей;уменьшение – у старых Old mice, control, winter Young mice, control, winter Young mice, control, summer Young mice, Chernobyl Old mice, Chernobyl Феномен «омоложения»«старых» мышей в Чернобыльской зоне

8. Количество делящихся клеток (количество метафаз на 1000 клеток, MI), двуядерных лейкоцитов (на 1000 клеток, BIN) и моноядерных лейкоцитов с микроядрами (на 1000 клеток, LMN) у «юных» и «старых» мышейлинии CC57W/Mv в контроле (Киев)и в Чернобыле Увеличение количества делящихся клеток у «старых» мышей в условиях повышенного уровня ионизирующего излучения

9. Виды полевок (обыкновенная, рыжая и экономка) Среди исследованных трех видов мышевидных грызунов наиболее “чувствительным” к действию ионизирующего излучения оказался наиболее из них эволюционно молодой вид обыкновенной полевки, для которого характерна определенная кариотипическая нестабильность в ареале, в отличие от полевки экономки и рыжей полевки. Межвидовое сравнение свидетельствует в пользу данных, полученных на линейных мышах о том, что повышение ионизирующего излучения не индуцирует новые генетические повреждения, а усиливает потенциально имеющиеся, специфичные для отдельных генотипов (разные линии мышей) и для отдельных видов (разные виды мышевидных грызунов).

10. Человек Выполнены исследования частот встречаемости конститутивных цитогенетических аномалий среди детей с врожденными пороками развития, родившимися до и после Чернобыльской катастрофы. У детей с такими пороками, рожденными после Чернобыля, отмечается определенная тенденция к увеличению носителей конститутивных цитогенетических аномалий, причем в них принимает участие 11 из 22 взможных аутосом, наиболее часто хромосома 9, повышенный полиморфизм которой отмечен у людей и в “чистых” зонах. То есть, и у человека в том числе, наблюдается повышение нестабильности именно по тем хромосомам, нестабильность которых отмечается и в “чистых” зонах.

11. 2. Дестабилизирующие эффекты ионизирующего излучения для биологических объектов в первую очередь определяются не столько абсолютными значениями поглощенных доз, сколько их «новизной» для объектов

12. Селекция радиорезистентных особей в местообитаниях с высоким уровнем радионуклидного загрязнения У представителей рыжей и обыкновенной полевок обнаруживается отчетливая селекция к 1999-2001 году животных с повышенной радиорезистентностью. В 1994-1996 гг., через 16-20 поколений после взрыва, отличаются от популяций из чистых зон по частотам встречаемости цитогенетических аномалий в клетках костного мозга, в 1999-2001 гг, через 26-30 поколений – нет). Интенсивность такой селекции наиболее выражена в Рыжем лесу (1000 Ки/км2). В местообитаниях с уровнем радионуклидного загрязнения на порядок меньше такая селекция, по-видимому, идет с существенно меньшей скоростью В местообитаниях с уровнем загрязнения около 100 Ки/км2 в 1999 г обнаруживается высокая индивидуальная изменчивость и повышенная частота встречаемости цитогенетических аномалий относительно условного контроля и популяции из Рыжего леса 1999-2001 гг

13. Отбор на радиорезистентность у рыжей полевки по частотам встречаемости метафаз с хромосомными аберрациями 1 - Контроль (< 5 Ки/км2 ) 2 - Янов 1996 (~ 200 Ки/км2 ) 3 - Янов 1999 (~ 200 Ки/км2 ) 4- Рыжий лес 1996 (400 - 1000Ки/км2 ) 5 - Рыжий лес 1999 (400 - 1000 Ки/км2 ) 6 - Рыжий лес 2001 (400 - 1000Ки/км2 )

14. Отбор на радиорезистентность у обыкновенной полевки (микроядерный тест) в Чистогаловке (около 300 – 500 Ки/км2) 1 - Контроль (<20 Ки/км2) 2 - Чистогаловка 1996 г 3 - Чистогаловка 1999 г

15. Средне-мировой уровень (фоновый) ионизирующего излучения

16. Биологические эффекты высокого уровня ионизирующего облучения в радиоактивных провинциях – Иран, Китай

17. Distribution of Cs-137 in Ukraine before 1985y

18. Distribution of Cs-137 in Ukraine in 1998y

19. 3. Селекция на увеличение количества радиорезистентных особей реализуется за счет ухода из воспроизводства популяции наиболее чувствительных, и наиболее специализированных особей.

20. Представители родителей экспериментального стада, отловленные около ЧАЭС в 1987 н (Альфа, Уран, Гамма

21. Семейный анализ: исследовано по молекулярно-генетическим маркерам 14 животных родительского поколения (поглощенная доза – около 0,8 грей); 35 – первого поколения, 21 – второго поколения животных, родившихся в Чернобыле. Генотипы трансферрина у 13-ти коров-матерей Ожидаемые генотипы трансферрина у потомков Наблюдаемые генотипы трансферрина у потомков Наблюдается В ДВА РАЗА МЕНЬШЕ АА И В ДВА РАЗА БОЛЬШЕ – AD2 по сравнению с ожидаемым

22. Ожидаемая частота встречаемости генотипов по локусу трансферрина (TF) у потомков от коров Альфа и Гамма и быка Урана в первом (F1) поколении животных, родившихся в экспериментальном хозяйстве «Новошепеличи» (200 Ки/km2) (решетка «Пеннета»)

23. Плодовитость коров поколения внучек (F2) Плодовитость коров родительского поколения Плодовитость коров первого поколения, рожденного в Чернобыльской зоне (F1) Плодовитость коров в количестве телят на одну корову в год 1 - 16 коров родительского поколения экспериментального стада, рожденных в «чистой» зоне, суммарно дали 96 телят (0,93±0,03 теленка на корову в год); 20 из них (21%) умерло в возрасте до 3 месяцев после рождения. 2 - F1, первое дочернее поколение, родившееся в условиях экспериментального хозяйства «Новошепеличи (~200 Ки/км2). Среди 36 коров 21 (58%) оказались стерильными; только 15 коров F1 принесли потомство F2 поколения (0,73±0,06); 13 из них умерли до 3-х месячного возраста после рождения (26%). 3 - 4 коровы F2 суммарно родили 10 телят (F3) за 2-4 года; 0,94±0,06 теленка на корову в год.

24. Пол погибших до трех месяцев телят:

25. 4. Вклад Чернобыльской катастрофы в изменения генофонда человека можно будет оценить через несколько десятков лет, поскольку поколение, родившееся после аварии, только вступает в репродуктивный период

26. Частоты метафаз с хромосомными аберрациями разного типа в лимфоцитах периферической крови детей, получивших суммарно 36 мЗв в первой группе (Группа 1)- в эмбриональный период, во второй (Группа 2) - за время проживания на загрязненных территориях. Анализ проводился у детей в 14 лет.

27. Заключение • Сдвиг в поколениях генетической структуры у исследованной группы крупного рогатого скота в сторону менее специализированных форм согласуется с литературными данными о снижении ряда поведенческих специализированных функций у полевок (более примитивное устройство нор) в условиях повышенного радионуклидного загрязнения, а также с данными датских исследователей о нарушениях функций ассоциативного мышления у датских младшеклассников после первых воздушных взрывов атомных бомб и после Чернобыля. • Все эти явления соответствуют положению И.И. Шмальгаузена о том, что изменения окружающей среды благоприятствуют размножению внутри вида форм, наименее специализированных по отношению к предыдущим условиям. • Таким образом – главная проблема Чернобыля, как и других экологических изменений, заключается не в появлении мутантов, а в изменениях в поколениях генетической структуры популяций и, соответственно, появлению новых межвидовых отношений между наименее специализированными представителями каждого вида в видовых сообществах.