Trzmiele z Czarnobyla

Zdjęcie: Pixabay.

W ostatnim miesiącu pojawił się artykuł naukowy „Czarnobylskie dawki promieniowania upośledzają zdolności reprodukcyjne trzmieli: eksperyment laboratoryjny”. W związku z tym w zagranicznych mediach pojawiło się wiele artykułów rzekomo opracowanych na podstawie oryginalnej pracy naukowej – jednak pominięto część wyników (np. dotyczących masy), a także nie sprawdzono, czy artykuł naukowy ma… pokrycie w rzeczywistości. Ponieważ temat Czarnobyla budzi wciąż wiele kontrowersji, a w mediach pojawia się zbyt dużo błędnych informacji, postanowiliśmy skonsultować się z Rafałem Mińko z Państwowej Agencji Atomistyki.

Cel eksperymentu

Wpływ różnych rodzajów promieniowania na organizmy żywe był badany od dawna. Strefa Wykluczenia w Czarnobylu dała naukowcom możliwość bezpośredniego przebadania wpływu promieniowania radioaktywnego na organizmy żywe i do tej pory uważano, że owady są dość odporne na promieniowanie. Katharina Raines wraz z zespołem badaczy postanowili sprawdzić czy tak jest w rzeczywistości.

Przebieg eksperymentu

Badania przeprowadzono na 59 rodzinkach trzmieli sprzedawanych komercyjnie przez firmę Biobest. Trzmiele były wystawione na działanie promieniowania gamma (przez cez-137), ponieważ według autorów artykułu 95% promieniowania w strefie wykluczenia w Czarnobylu, które oddziałuje na owady, to właśnie promieniowanie tego typu. Rodzinki były wystawione na działanie promieniowania przez 4 tygodnie. Każda rodzina była poddana ekspozycji na mocy dawki pochłoniętej w zakresie od 20 µGy/h do 3000 µGy/h. Za śmierć rodziny przyjęto nie padnięcie ostatniej robotnicy, a śmierć królowej. Mierzono masę pszczół, liczbę wyprodukowanych królowych, robotnic i trutni.

Wyniki

W porównaniu do kontroli rodzinki trzmieli, które były wystawione na promieniowanie gamma, produkowały mniej królowych. Z tego powodu spadał wskaźnik płodności trzmieli, ponieważ jak wiemy, tylko królowa może dać potomstwo zdolne do rozmnażania płciowego.

Na podstawie wyników przeprowadzono obliczenia matematyczne modelu logarytmicznego, które przewidziały, że spadek liczby wyprodukowanych królowych w rodzinkach powinien wynieść 46% przy mocy dawki 100 µGy/h, natomiast przy 400 µGy/h spadek ten powinien wynieść 51%, natomiast przy 3000 µGy/h spadek płodności kolonii nie wzrośnie dramatycznie, bo do 59%. Natomiast matematyczny model liniowy przewiduje spadek produkcji królowych w rodzinie tylko o 6% przy 100 µGy/h, 28% przy 400 µGy/h i 82% przy 3000 µGy/h. Przełomową mocą dawki promieniowania, od której zaczynały się problemy reprodukcyjne owadów, była moc dawki na poziomie 100 µGy/h.

Znacząco spadła również liczba produkowanych robotnic i samców przy mocy dawki wynoszącej 100 µGy/h. Co interesujące spadek ten zanotowano tylko w mniejszych, słabszych rodzinkach. Te, które miały większą masę (niekoniecznie liczbę osobników), zdawały się nie reagować na promieniowanie. Na samą masę kolonii promieniowanie również nie wpływało. Chociaż o 81% spadło tempo nabierania masy przez rodzinki, gdy były wystawione na moc dawki o wartości 400 µGy/h.

Podsumowanie badania

Analizy przeprowadzone przez Raines mogą pomóc rozwiązać kontrowersje związane z dawkami promieniowania, jakie wpływają na owady (a przynajmniej na trzmiele). Wpływ promieniowania gamma na pszczoły nie jest liniowy i trzmiele tracą zdrowie również w przedziałach mniejszych dawek promieniowania. Oznacza to, że promieniowanie może mieć znacznie większy wpływ na owady żyjące w Czarnobylskiej Strefie Wykluczenia niż do tej pory przypuszczano. Ale czy na pewno?

O komentarz dotyczący Czarnobylskiej Strefy Wykluczenia zapytaliśmy Rafała Mińko z Państwowej Agencji Atomistyki.

– W artykule zostały podane informacje, które należy odnieść do Strefy Wykluczenia wokół Czarnobylskiej Elektrowni Jądrowej. Przyjrzyjmy się wartości mocy dawki pochłoniętej wspominanej przez autorów artykułu tj. 20 µGy/h (jako minimalna moc dawki, przy której wykonywano eksperyment) wartość ta jest bardzo zawyżona w stosunku do tego jaką średnio moc dawki pochłoniętej można zmierzyć obecnie w Strefie. Strefa Wykluczenia to obszar 2600 km², obszar, który został bardzo nierównomiernie skażony promieniotwórczo w wyniku awarii na Czarnobylskiej elektrowni jądrowej w kwietniu 1986 roku. Obecnie tło promieniotwórcze w większości miejsc (według sieci stacji pomiarowych Ekocentrum (rus. ДСП „Екоцентр”)) w Strefie Czarnobylskiej utrzymuje się na poziomie mniejszym niż 1 µGy/h, co jest mocą dawki ponad dwudziestokrotnie mniejszą od tej, którą autorzy artykułu przyjęli za minimalną w swoich badaniach – tłumaczy naukowiec i dodaje:

– Należy jednak zaznaczyć, że istnieją w Strefie miejsca gdzie moc dawki pochłoniętej będzie większa od wyżej wspomnianej mocy dawki 1 µGy/h, istnieją miejsca o powierzchni parudziesięciu (wyłączając obszar elektrowni jądrowej) metrów kwadratowych, w których moc dawki pochłoniętej będzie oscylować w przedziale1 µGy/h - 20 µGy/h, anajczęściej jednak są to i tak tzw. hot spoty – praktycznie punktowe miejsca, w których moc dawki pochłoniętej jest większa od 20 µGy/h. Natomiast największym otwartym obszarem, na którym może występować „powszechnie” moc dawki większa od 20 µGy/h jest Punkt Czasowego Przechowywania Odpadów Promieniotwórczych – Czerwony Las (rus. ПВЛРО Рыжий Лес), przechowalnik ten jest siecią transzei wykopanych w glebie. W porównaniu do powierzchni całej strefy (2600 km²) sam obszar przechowalnikanie jest dużym obszarem, bo w dużym zaokrągleniu zajmuje on powierzchnie około 1 km² (powierzchnia, na której znajdują się przechowalniki, a nie obszaru popularnie nazywanego „Czerwonym Lasem”). Pomimo przyjętych założeń naukowcy na końcu artykułu przyznają, że jest wysoce mało prawdopodobne, aby owady odnosiły negatywne skutki narażenia na niskie moce dawek promieniowania jonizującego, a te w Strefie Czarnobylskiej występują na większości terytorium.

Jak widzimy w Strefie Wykluczenia nie ma wielu miejsc, których dawki wpływałyby na kondycję trzmieli – zauważmy bowiem, że wszelkie znaczące spadki płodności królowych i liczby robotnic, opisane w artykule, miały miejsce przy mocach dawki 100 µGy/h. O wpływie niższych dawek nie wspomniano, a ich wpływ na rodzinki nie jest znany, o czym piszą w podsumowaniu badania sami autorzy.

Naukowcy sugerują, by ICRP (International Commission on Radiological Protection – Międzynarodowej Komisji Ochrony Radiologicznej) umieściło owady w tej samej kategorii wrażliwości na promieniowanie jonizujące, co niektóre kręgowce (40–400 µGy/h). Jednocześnie sami naukowcy przyznają, że mają bardzo mało danych o wpływie promieniowania o wartości 40 µGy/h na kondycję pszczół (tylko 3 rodziny trzmieli były poddane takim dawkom) i sami nie mają mocnych i jednoznacznych wniosków o wpływie niższego promieniowania na owady, co wymagałoby ekstrapolacji wyników na niższe, nieprzetestowane dawki.

Dlaczego więc Czarnobyl?

Dlaczego więc w pracy pojawiła się nazwa „Czarnobyl”, skoro równie dobrze tytuł mógłby brzmieć np. „Wpływ promieniowania na rodzinki trzmieli”? W końcu same wyniki eksperymentu są wartościowe i przedstawiają dokładne dane dotyczące wpływu konkretnych dawek promieniowania na owady przez określony czas. Najprawdopodobniej naukowcy postanowili zastosować chwytliwy tytuł, by wynikami zainteresować szerzej opinię publiczną. W końcu słowo "Czarnobyl" do dzisiaj budzi wiele emocji.

Źródło: Raines K. E., Whitehorn P. R.,  Copplestone D., Tinsley M.C. 2020. Chernobyl-level radiation exposure damages bumblebee reproduction: a laboratory experimentProc. R. Soc. B.28720201638