Волк как индикатор загрязнений радионуклидами лесных экосистем 2 Выбор животных-индикаторов для характеристики состояния биоценоза все ещё сложная научная проблема. При этом отмечают, что: «…недостаточно… обращать внимание только на меру загрязнения природной среды, даже если при этом ссылаться на ПДК и ПДУ. Настало время синтеза,…и, прежде всего, необходим доказательный анализ ответной реакции природных систем на влияние токсической нагрузки» (Безель, Большаков, 1995; Безель, 2006). 3 Обоснование выбора волка (Сanis lupus L) в качестве биоиндикатора • Как и человек, волк занимает вершину трофической цепи, и по загрязнению его организмов можно предполагать наличие токсикантов у человека. В последние годы мясо волка употребляют в пищу. В зоне отчуждения Чернобыльской атомной электростанции среди охотничьих зверей волк занимает первое место по накоплению радионуклидов. Наибольшие концентрации стронция-90 в костной ткани этого животного – 23,5±11,7 кБк, а цезия - 137 – в мышечной – 75,9±19,5 (Саевич, Гулаков, 2008). 4 Волк соответствует 17 показателям, рекомендованным М.Г. Опекуновой (2004) и Sh. Tanabe и A. Subramaniаn (2006) для видов биомониторов и индикаторов . Он таксономически хорошо известен, осмотр и маркировка особей из популяции не вызывают затруднений, обладает достаточной биомассой, широко распространен в Голарктике, экологически пластичен и выдерживает широкий диапазон экологических и климатических условий, находится на вершине пищевой цепи, способен накапливать токсиканты во всем теле. Его биология и жизненный цикл известны. Волчьи семьи оседлые и свои участки они охраняют. Волк имеет коммерческое и экономическое значение, его добыча разрешена всеми способами, круглый год и поощряется премиями, поэтому туши легко собирать. 5 Некоторые результаты полевых наблюдений Волчье логово Тропление суточного хода пары волков 6 • Шкуры и черепа и волков - ценный охотничий трофей, Волчат добывают на логовищах и поэтому возможен сбор биопроб и информации о плодовитости волчиц. Волосы (шерсть) – наиболее информативный материал о содержании химических элементов (Старовойтова, 2003). В заповедниках сбор проб шерсти от живых волков возможен в логовищный период (апрель - август). 7 Состояние изученности проблемы. • Из-за воздействия ионизирующего излучения в Алтайском крае уровень заболеваемости и смертности населения значительно превышает таковой в соседних районах Сибири. В 1990-м гг. к росту онкологических заболеваний добавились: ухудшение здоровья женщин, учащение самопроизвольных абортов, смертности новорожденных и т. д. 8 Наибольшую опасность для животных и человека представляет стронций – 90, он после распада образует иттрий - 90. Последний, даже при малой концентрации, поступая в гипофиз, яичники и вилочковую железу, разрушает иммунную и репродуктивную системы, что привело к эпидемии выкидышей и преждевременных родов. В зоне радиоактивного загрязнения у Чернобыльской АЭС у детей, получивших излучение в эмбриональном периоде в крови достоверно чаще накапливаются клетки со стабильными аномалиями, которые существенно осложняют формирование половых клеток, и у них будут проблемы с репродукцией. 9 Результаты исследований • Кости черепа волка в мониторинге токсикантов. Охотники коллекционируют черепа волков в качестве сувенира, на память об удачной охоте или для участия с ними в выставках охотничьих трофеев. Некоторое количество черепов храниться в зоомузеях. Поэтому есть возможность отследить изменения накопления поллютантов в костях черепа за длительный период (табл. 1). 10 Таблица 1. Изменения концентрации токсикантов в костных тканях черепов волка ( мг/кг; Бк/кг n M±m n M±m За 1980 и 2010 е гг. M±m - нет данных 8 0,014±0,003 - - нет данных 8 0,0619±0,029 - 12 <0,001 8 0,011±0,001 - - нет данных 8 0,576±0,083 12 0,486±0,201 8 0,629±0,132 0,543±0, 130 - нет данных 53,408±7,46 6 8 77,250±8,048 1980-е гг. Наименование показателя ГХГЦ и изомеры, мг/кг ДДТ и метаболиты, мг/кг Кадмий, мг/кг Медь, мг/кг Свинец, мг/кг Цинк, мг/кг Стронций-90, Бк/кг 12 2010-е гг. 8 43,970± 29,813±7,004 5,799 11 • Снижении концентрации стронция – 90 обусловлено завершением его полураспада после взрывов ядерных устройств. По динамике концентрации стронция в коллекциях черепов можно отследить периоды наибольшего его выброса при испытаниях ядерного оружия на полигонах и при авариях на АЭС, так как не вся информация по ним общедоступна. Концентрации ГХЦГ и ДДТ в костях волков в 2010-е гг. многократно превышают показатели периода 1970 – х гг. Рис. 48. Концентрация ДДТ с метаболитами в шерсти (волосе) волка Концентрация ДДТ в шерсти волка Концентрация ДДТ с метаболитами в шерсти (волосе) волка 12 13 Снижение плодовитости волчиц 14 • Снижение плодовитости животных наиболее очевидная реакция на загрязнение организмов поллютантами. Плодовитость волчиц в последние 25 лет уменьшилась в сравнении с периодом 1955-1984 гг. на 18.7 % - до 6.25 ± 0,23 щенка. В 2000-2009 гг. плодовитость снизилась – до 5.97± 0,39. Большинство волчиц устраивают логова в норах, поэтому организмы их и щенков могут накапливать загрязнение стронцием-90. Но загрязненность зверей Sr-90 повсеместно низкая (табл. 2). 15 Таблица 2. Загрязнение организмов волка цезием и стронцием Наименование пробы Активность Результаты измерений, бк/кг Шкура волка (Угловский р-он) 137Сs 3,68±3,54 Шкура волка (Угловский р-он) 90Sr(Y) 0,18±5,37 137Cs 12,1±14,8 90Sr(Y) 0,2±10,9 137Cs 2,35±2,93 90Sr(Y) 0,0±4,94 137Cs 0,0±3,58 90Sr(Y) 3,78±3,23 Мышцы и кости волка (от 5 особей, Угловский р-он) Мышцы и кости волка (Заринский р-он) Мышцы и кости волка (Заринский р-он) 16 • Возможно, снижение плодовитости волка обусловлено отдаленным воздействием на их организмы продуктов полураспада стронция – 90. В.Л. Адамович (1998) в чернобыльской зоне радиоактивного загрязнения обнаружил отрицательную корреляционную связь между плотностью загрязнения биотопов радионуклидами, числом щенков в волчьих выводках и удельной активностью цезия -137 в шкурах. Но наиболее вероятно, что это результат полифактроного загрязнения экосистем. Например, концентрации ГХЦГ и ДДТ у волков в 2010-е гг. многократно превышают показатели периода 1970 – х гг. 17 Выводы • 1.В последние десятилетия плодовитость волчиц неуклонно снижается, вероятно, это обусловлено полифакторным загрязнением экосистем токсикантами. • 2. Значение радиоактивного загрязнения животных в этом процессе завуалировано. • 3.Роль радиации в изменениях плодовитости и других внутрипопуляционных показателей диких млекопитающих уместно отслеживать в фоновых биотопах, наименее загрязненных другими ксенобиотиками. 18