Невидимые лучи вокруг нас

С того времени как были открыты природные радиоактивные вещества и их широкое распространение в почве, минералах, горных породах, обнаружено проникновение космических излучений в биосферу, показано присутствие радиоактивных веществ в организме, тканях, в каждой клетке (радиоактивный изотоп калия К⁴⁰, углерода С¹⁴ и др.). Не раз высказывались предположения, что ионизирующие излучения естественного фона, быть может, играют и некоторую положительную роль в явлениях жизни, однако непосредственные, убедительные экспериментальные доказательства этих предположений до недавнего времени отсутствовали.

Большое внимание с этих позиций привлекал калий. Как известно, калий обязательно входит в состав живых организмов. Без него не могут существовать ни растения, ни животные. Калий не может быть заменен никаким другим элементом. Между тем природный калий состоит из трех изотопов: К³⁹, К⁴⁰ и К⁴¹, из которых К⁴⁰ радиоактивен. Он имеет большой период полураспада (1,3 10⁹ лет) и является β- и γ-излучателем. Правда, его содержание в естественной изотопной смеси очень невелико (около 0,01 %), но возможно это-то и необходимо для поддержания жизненных процессов.

В 50-х годах нашего столетия академик А. П. Виноградов поставил, казалось бы, решающие эксперименты, чтобы ответить на эти вопросы. Он получил калий, обогащенный радиоактивным изотопом (содержание последнего было повышено с 0,0119 до 1,34 %), и калий, содержавший в 50 раз меньше К⁴⁰ (вместо 0,0119 % всего лишь 0,0002 %). Приготовили три питательные среды для роста простейшего грибка Aspergillus niger, одна из которых содержала обычный калий, другая — обогащенный и третья — обедненный. На эти среды высеяли грибок и в течение четырех суток визуально определяли рост грибка, а по прошествии четырех суток устанавливали вес сухой массы и количество щавелевой кислоты, выделенной грибком в окружающую среду.

Ни визуально, ни по сухому весу не удалось выявить различия в росте. Автор делает категорический вывод, что радиоактивность К⁴⁰ не влияет на рост и развитие грибка. Можно ли полностью согласиться с автором? В статье приводятся данные о продукции щавелевой кислоты растущим грибком.

Эти определения приведены в табл. 15.

Если эти данные верны, можно сделать вывод о том, что даже небольшие вариации условий облучения сказываются на скорости обменных процессов, а это неизбежно связано со скоростью роста и развития.

Для проверки правильности такого предположения автор этой книги поставил серию экспериментов по наблюдению за развитием и образованием органических кислот грибком Aspergillus niger, растущим при повышенной мощности дозы от 0,1 до 76 рад/ч. Данные о сухой массе культуры и продукции щавелевой кислоты на седьмые сутки представлены на рис. 9, из которого видно, что если облучение при мощности дозы 0,1 рад/ч мало влияет на скорость роста, то облучение при мощности дозы 1,6–4,1 рад/ч более чем в два раза увеличивает сухую массу культуры и в 1,8 раза продукцию щавелевой кислоты; увеличение мощности дозы до 14 рад/ч резко снижает эффект стимуляции.

Следует подчеркнуть, что различие в росте стало выявляться лишь на 6–7-й день культивирования. Уникальные опыты А. П. Виноградова не позволяют сделать общих выводов по двум обстоятельствам: первое — это кратковременность наблюдения, второе (и, пожалуй, самое существенное) — снижение содержания К⁴⁰ в питательной среде очень мало должно сказаться на общей облученности организма, так как окружающий естественный радиоактивный фон не был снят. Радиация от К⁴⁰ составляет лишь 16 % от естественного радиоактивного фона, и, конечно, снижение облученности растущей культуры Aspergillus niger лишь на 16 % могло не сказаться в кратковременном эксперименте.

Более радикально подошел к решению вопроса о роли естественного радиоактивного фона в жизнедеятельности организмов французский исследователь Г. Планель. В 1966 г. на III Международном конгрессе по радиационным исследованиям в Кортино Д’Ампеццо (Италия) он впервые сообщил о своих экспериментах по наблюдению за темпом размножения простейшего организма парамеции (Paramecium caudatum) при экранировании от естественного фона радиации. Для экранирования он применил свинец толщиной в 5 и 10 см. Измерение активности γ-лучей сцинцилляционным счетчиком в области от 0 до 2 МэВ показало, что толщина свинца в 5 см снижает естественный фон облучения в 10 раз, а 10 см — примерно в 25 раз. В этих условиях за 10 дней наблюдения Планель с сотрудниками отметил снижение размножения парамеций. Оно было уже достоверно при 5 см свинца, и эффект увеличивался при защите в 10 см.

Рис. 9. Влияние мощности дозы γ-облучения на развитие Aspergillus niger

1 — сухая масса,

2 — продукция щавелевой кислоты