冷战时期人类在地球上大量进行核试验后,地球上生物的基因突变频率是否显著的提高了?

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没有。核试验和核泄漏排放的放射性物质的影响远弱于人们的刻板印象,不能让全球生物的突变率发生统计上显著的普遍增加。

人类进行的核试验曾暂时将北半球大气碳-14 浓度在自然基础上提升了 80% 左右,其浓度现已因海水吸收而大幅下降。这些碳-14 占据核试验产生的大部分放射性活度,会在今后 10000 年左右缓慢地大部分释放掉。核试验还产生了一些铯-137 和锶-90,其余放射性物质的量要少得多。这些放射性物质在远离爆炸点的地方引起的总辐射强度明显弱于爆炸点附近和切尔诺贝利核泄漏影响区域,对绝大部分生物的影响微不足道,除爆炸点的生物外只有少数海洋生物因放射性物质沿食物链富集而受到负面影响。

即使将范围从“地球上”改成“当地”,最大规模核试验的影响也在 30 年内基本消退。

  • 被大型热核武器炸回海平面以下的比基尼环礁早已成为海洋生物的家园,物种多样性与同纬度的热带浅海没有区别。
  • 炸响过沙皇炸弹、曾被地下核试验引起里氏 6.97 级地震和八千万吨冰川崩落、累计爆炸当量 2.4 亿到 2.65 亿吨TNT当量的新地岛上有两千七百多人和大量的野生生物居住,北部还被俄罗斯设为国家公园。

日本原子弹爆炸幸存者的生殖细胞的高突变性小卫星序列的突变率没有发生统计上显著的变化[1]。接受放射治疗(累计剂量大于广岛原子弹照射)的癌症患者会发生长时间的少精子症或无精子症,这归因于受损精子大量死亡、睾丸干细胞的细胞周期停滞并花些时间修复辐射造成的 DNA 损伤。

研究人员分析了 60 个英国军人家庭的种系突变,其中包括 30 名对照组和 30 名参与过核试验的退伍军人。全基因组测序显示,核试验退伍军人的后代与对照人员的后代新发生的单核苷酸变异、小的插入缺失、结构变异、聚集突变皆没有差异。他们观察到 SBS16 中单碱基取代突变的发生率升高,尚未发现这有什么健康影响。总体而言,没有发现参与实验的英国核试验老兵的生殖系突变增加[2]

切尔诺贝利核泄漏事故造成的电离辐射暴露同样缺乏跨代效应。

  • 1986 年切尔诺贝利核泄漏发生后,约 116000 人被从 4200 平方千米区域内疏散,其中 2600 平方千米区域被西方宣传称为“禁区”,号称在数千年到 2.4 万年内不适合人类居住——实际上那纯属谣言。人的身体承受电离辐射的能力并不弱于同等体重的非人哺乳类,早就有人跑回切尔诺贝利“禁区”内生活了,他们的预期寿命并没有明显缩短。
  • 2021 年 4 月 22 日,Nature 发表了乌克兰国家核医学研究中心和美国国家癌症研究所的研究人员的两篇论文:对切尔诺贝利事故幸存者及其后代的基因组进行了研究,没有发现核辐射跨代影响的证据。
每个子代个体会携带 50 到 100 个来自双亲生殖细胞的新生突变(DNMs),父亲年龄越大,精子中 DNMs 数量越多,平均每年新引入 1 到 2 个。这种突变不一定有害,但有研究指出一些 DNMs 与自闭症谱系障碍或其他发育障碍相关。有动物研究发现辐射暴露会扰乱亲本的生殖细胞(例如暴露于单一强烈辐射下的小鼠比未受辐射的小鼠有更多的 DNMs)。
乌克兰国家核医学研究中心免疫学家 Dimitry Bazyka 和美国国家癌症研究所癌症流行病学和遗传学家 Stephen Chanock 等人合作,在暴露于切尔诺贝利核泄漏的人及其子女中寻找 DNMs。研究人员对电离辐射剂量进行了可靠估计,并对 1987 年至 2002 年间出生的 130 名孩子及其父母的基因组进行了测序。这些孩子的父母接受过较高程度的辐射,其中一些人曾经参与救灾,一度患上急性辐射综合征。
研究人员发现,即使父母经历过最高程度的非致命辐射,子女的 DNMs 数量也并不比普通人群多。没有证据表明电离辐射对人类生殖系 DNA 具有代际影响

相关论文:

1987 年以来,多项研究显示切尔诺贝利疏散区域内的动物的平均寿命没有明显改变。从 1987 年到 1997 年,“禁区”内的麋鹿、欧洲狍、野猪的数量一直在增加,在 21 世纪初达到欧洲四个自然保护区的平均水平,“禁区”内的狼的数量甚至达到这些自然保护区平均水平的 7 倍以上,一些研究人员用电子项圈追踪了一些切尔诺贝利狼的长距离迁徙。

  • 确实,你可以找到疏散区域内的一部分动物患上白内障、肿瘤、发育障碍,但其发病率早已不再高于欧洲其它地区——而且,在原始蛮荒的自然界,大部分动物其实活不到患上癌症的年龄就被捕食者或病原体给干掉了。

到了 2015 年,一项发表在 Cell 杂志的研究显示没有证据表明切尔诺贝利核电站散布的辐射对其周围的哺乳动物丰度有负面影响[3]

切尔诺贝利“禁区”内的哺乳动物 by Sergey Gaschack
2015 年,一只切尔诺贝利红狐用嘴搬运人投喂的面包和肉

非哺乳动物就更别提了,许多昆虫和软体动物能耐受对人致死的辐射量。

  • 在核爆后的广岛,人们发现一些蛀虫和它们的卵在 48000 至 68000 拉德下正常生长;
  • 1963 年,科学家发现蟑螂的辐射致死量比人类高六到十五倍[4],1000 拉德的电离辐射吸收剂量可以干扰蟑螂的生育能力,6400 拉德可以杀死 93% 的蟑螂;
  • 1959 年,科学家发现 64000 拉德的辐射才能杀死实验室最常见的果蝇,一种柔茧蜂甚至要 180000 拉德才能杀死。

切尔诺贝利的两栖动物的皮肤比外面的同类黑一些。黑色素可以抵挡一部分电离辐射。在辐射合成真菌身上,黑色素接收的电离辐射能量被送去电子传递链、合成有机物。

切尔诺贝利“禁区”内的东方树蛙 by Germán Orizaola

切尔诺贝利的寄生虫数量比周围地区要多一点。鸟类白化现象比外界常见一点。某些昆虫的生命周期被轻微加速,更快地孵化、更快地世代交替。

在“禁区”内有些地方,鸟类的数量明显比其它地方少,你可以将这简单地解读为那里的污染水平较高。不过,研究显示周期性生活在切尔诺贝利的候鸟受到的影响比一直生活在这里的留鸟要大——听起来有些反常识,但你很容易想到这是因为候鸟要在有人类活动影响的地区和切尔诺贝利“自然保护区”之间迁徙、消耗了更多的体力和化学物质,以至于对辐射的抵抗能力下降。

一些细菌和真菌对核泄漏后反应堆附近的放射强度嗤之以鼻。可以看看:

现在,切尔诺贝利“禁区”内大部分地方有丰富的动植物种群,并早已开发出旅游线路,在 2018 年接待了超过 7 万名游客,艺术家 Valery Korshunov 在废弃的普里皮亚季市举办了一场晚会。切尔诺贝利开发项目主要使用太阳能发电。

Valery Korshunov 在普里皮亚季

参考

  1. ^Kodaira M, Izumi S, Takahashi N, Nakamura N. No evidence of radiation effect on mutation rates at hypervariable minisatellite loci in the germ cells of atomic bomb survivors. Radiat Res. 2004 Oct;162(4):350-6. doi: 10.1667/rr3243. PMID: 15447048.
  2. ^Moorhouse, A.J., Scholze, M., Sylvius, N. et al. No evidence of increased mutations in the germline of a group of British nuclear test veterans. Sci Rep 12, 10830 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-14999-w
  3. ^https://doi.org/10.1016/j.cub.2015.08.017
  4. ^人类在短时间内吸收500拉德剂量就会死亡
“那些杀不死你的只会使你变得更强大。”

也许你想说,如果大量的核实验并没有为地球生物圈带来毁灭性的灾难,那核战争是否不但不会造成想象中的破坏、还对环境有利呢?

请小心你的结论。

碰到不怀好意又不在乎他人感受、对他人百般刁难的人渣是一方面;非蠢即坏地想着“我只是让你变更强、给你打预防针”来解释自己的无脑破坏行为又是另一个问题了。

我可以适应、甚至开始享受你的虐待,但是这并不等于给你错误的行为开了绿灯。

请尊重你的生存环境。