Вилен Барабой - Ядерные излучения и жизнь

Рис. 19. Колос пшенично-пырейного гибрида - 99 (а) и радиационного крупноколосого мутанта (б)

С помощью методов радиационной селекции ученые добиваются повышения производительности микроорганизмов, синтезирующих не только антибиотики, но и другие биологически активные вещества: аминокислоты, лизин, метионин, глутаминовую кислоту (крайне необходимые для нужд медицины, животноводства, пищевой промышленности), витамины (В 12, В 15, В 6и др.), ростовые вещества типа гиббереллина, ферменты и т. п.

Большие исследования по выведению новых высокоурожайных сортов зерновых, бобовых и овощных культур методами радиационной селекции проводятся в Москве, В Сибирском отделении АН СССР, в Академии наук УССР и других научных центрах. В результате этих исследований выявлены так называемые критические дозы (дозы, вызывающие заметное угнетение развития) для большинства культурных растений и ведутся работы по отбору хозяйственно-ценных мутантов (рис. 19).

Благодаря широким многолетним радиоселекционным исследованиям зерновых в Швеции получены новые высокоурожайные сорта ячменя, улучшены хлебопекарные качества зерна и т. д. Шведским ученым с помощью методов радиоселекции удалось в 1000 раз усилить естественный мутационный процесс, а из каждой 1000 мутаций можно отобрать одну-две благоприятные.

В США с помощью радиоселекции получены сорта пшеницы и овса, устойчивые к ржавчине - весьма распространенной и опасной болезни растений, выведены более раннеспелые сорта зерновых и т. п. Достижения радиационной генетики во всем мире столь значительны, что ныне уже ни у кого не вызывают сомнений. Генетики и селекционеры нашей страны, широко пользуясь методами радиационного и химического мутагенеза, получили уже сотни новых хозяйственно ценных мутантов. Большинство из них дает начало новым высокоурожайным сортам пшеницы, ячменя, ржи, кукурузы и других культур. Радиационная генетика и селекция в нашей стране могут записать в свой актив и новые сорта картофеля, устойчивые к заболеваниям, и хлопчатник с крупными коробочками, дающий на 15% больше волокна, и сорта пшеницы с толстым неполегающим стеблем, устойчивые против ржавчины и других вредителей. Работы в области радиационной селекции только еще разворачиваются, и в ближайшем будущем от этой науки следует ждать новых больших достижений.

Радиация и некоторые химические мутагены типа колхицина обладают способностью в определенных условиях так нарушать деление клетки, что оно остается незаконченным: хромосомы разделились, а клетка нет. С помощью воздействий удается получить растения, все клетки которых содержат в два-четыре раза больше хромосом, чем исходные формы. Искусственное или естественное увеличение числа наборов хромосом получило название полиплоидии. Растения-полиплоиды обычно бывают более выносливыми и жизнеспособными, дают более высокий урожай. Интересно, что такие культурные растения, как пшеница, картофель, хлопчатник, многие плодовые растения - это естественные полиплоиды. Очевидно, наши предки подметили ценные свойства некоторых растений - "уродов", появившихся в результате естественного мутирования, и вывели на их основе новые культурные сорта. Современная генетика, получающая искусственно полиплоидные организмы и выводящая таким образом высокоурожайные сорта сахарной свеклы, пшеницы и других культур, в сущности следует законам и возможностям природы.

Достижения радиационной генетики применительно к животным гораздо скромнее. Здесь менее удобно воздействовать на половые клетки, труднее культивировать и искусственно скрещивать их. Животные развиваются и растут гораздо медленнее, чем культурные растения, поэтому отбор полезных мутантов, их выращивание и испытание требуют нередко десятков лет. И все же некоторые успехи достигнуты и в этой области.

Последние годы большим успехом на международном рынке пользуется мех норки, особенно мех необычной окраски - белой, зеленой, ярко-желтой и т. п. Исследования сибирских генетиков позволили в короткий срок создать ферму по размножению норки и выведению новых ее - пород с экзотической окраской меха. Закономерности наследования цвета шерсти хорошо изучены, и это облегчило задачу ученым.

Применяя малые дозы рентгеновских и гамма-лучей (порядка 1 - 2 р), ученые сумели увеличить с их помощью выводимость птенцов сельскохозяйственной птицы. Очевидно, как и при облучении семян, небольшая степень дезорганизации обмена веществ способствует усилению и ускорению процессов развития. Интересно, что куры, развившиеся из облученных зародышей, обладают более высокой (на 10 - 13%) яйценоскостью, что может дать большой экономический эффект.

С помощью ядерных излучений удастся достичь нового значительного прогресса и в сельском хозяйстве - отрасли, казалось бы, бесконечно далекой от физики и радиобиологии. Есть все основания надеяться, что в ближайшие годы с помощью методов радиационной селекции будут получены новые породы не только растений, но и животных, что ядерные излучения еще не раз проявят себя как друг и помощник человека.

О существовании таинственных космических лучей стало известно сравнительно недавно. В начале нынешнего столетия с целью изучения особенностей радиоактивности горных пород Земли ученые стали исследовать интенсивность ионизации воздуха у земной поверхности. И выяснилось, что до определенной высоты ионизация воздуха падает с увеличением расстояния от Земли (что и следовало ожидать, если источник радиации - земная почва и горные породы). Но с определенного уровня интенсивность излучения, вызывающего ионизацию, начинает быстро расти и на больших высотах во много раз превышает уровень ионизации на поверхности Земли. Например, на высоте 9 км она выше, чем на уровне моря, в 10 раз.

Пришлось сделать вывод, что лучи, вызывающие ионизацию воздуха на больших высотах, имеют не земное, а космическое происхождение; они и получили название космических лучей. Так возникла еще одна интереснейшая научная проблема: что собой представляют космические лучи по физической природе? Как они возникли? Где находится источник (или источники) их образования? Каковы их роль в природе и действие на земную жизнь? До недавнего времени решение всех этих вопросов имело сугубо теоретическое значение, представляло интерес лишь для астрономов и специалистов в области ядерной физики и физики элементарных частиц. Но вот человечество вступило в эру освоения космического пространства. И космические лучи из сугубо научной проблемы стали проблемой непосредственной практики полетов за пределы земной атмосферы, одной из реальных опасностей, угрожающих смелым обитателям нашей планеты, ограничивающих возможности освоения космоса. Даже при полетах современных реактивных самолетов следует учитывать влияние космической радиации. На высоте 15 км за их счет доза облучения увеличивается. За 1 час полета это увеличение составит примерно 0,5% годовой дозы, получаемой за счет естественного фона. Однако время, проводимое на такой высоте пассажирами самолета, невелико, и увеличение фона не может иметь значения для их здоровья.