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东北小鲵(Hynobius lichenatus)胚胎期至成年中期慢性γ辐射的生物学效应研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月25日 来源:Journal of Environmental Radioactivity 1.9
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为解决环境辐射防护中两栖类慢性辐射效应数据缺失问题,研究人员以东北小鲵(H. lichenatus)为模型,开展长达3000天的137Cs γ射线慢性照射实验。研究发现34 μGy h?1剂量率无显著影响,而150/500 μGy h?1导致性腺萎缩、造血抑制及多器官衰竭,验证了ICRP提出的DCRL基准(40-400 μGy h?1)对该物种的适用性,为福岛核事故后两栖类辐射风险评估提供关键数据。
在福岛核事故后,环境放射性污染对野生动物的长期影响成为全球关注的科学问题。两栖类作为环境健康的指示物种,其对辐射的敏感性已被广泛认知,但关于慢性低剂量辐射的生物学效应数据却极为匮乏。国际放射防护委员会(ICRP)虽提出"参考蛙类"的辐射防护基准(DCRL: 40-400 μGy h?1),但蝾螈目(Caudata)物种是否适用该标准仍属未知。这直接影响到福岛禁区等污染区域的生态风险评估精度。
日本研究人员选择东北小鲵(Hynobius lichenatus)这一福岛本地特有物种,设计了一项跨越生命全周期的创新实验。这种栖息于森林溪流的小型蝾螈,不仅对急性辐射敏感,其长达14年的寿命更能反映慢性暴露的累积效应。研究团队通过137Cs γ射线源,以34、150和500 μGy h?1三种剂量率持续照射从胚胎到成年中期的个体,观察时间长达3039天(约8.3年),创下两栖类慢性辐射研究的最长记录。
关键技术包括:1) 多生命阶段连续照射系统(涵盖胚胎、幼体、成体);2) 组织病理学分析(性腺、肝脏、肾脏);3) 造血功能评估;4) 体生长与性成熟标志物追踪。实验样本来自同一批孵化胚胎(n=23-27/组),在受控环境中标准化饲养。
【生存与体生长】
500 μGy h?1组在实验后期(day 1961-3039)出现74%死亡率,尸检显示多器官衰竭但无肿瘤发生。该组体质量增长较对照组显著抑制(p<0.05),而34 μGy h?1组与对照组无差异。150 μGy h?1虽未影响生存率,但出现生长迟滞趋势。
【生殖系统损伤】
150/500 μGy h?1组均未观察到第二性征发育:雄性泄殖腔前角结节缺失,雌性卵囊未形成。组织学显示性腺严重萎缩或无法辨认,证实慢性辐射导致生殖功能完全丧失。
【造血与器官病理】
肝脏造血细胞数量在150 μGy h?1以上显著减少,肾脏出现结构性损伤。这些变化先于死亡事件发生,提示造血-肾脏轴可能是辐射敏感靶点。
结论部分指出,34 μGy h?1(接近福岛2012年最高实测值47 μGy h?1)未产生可观测效应,支持ICRP的DCRL标准对蝾螈目的适用性。但150 μGy h?1即引发不可逆生殖损伤的发现,提示现行基准下限(40 μGy h?1)可能需要调整。该研究首次建立蝾螈目物种的剂量率-效应关系,为核事故后生态恢复策略提供科学依据。论文发表于《Journal of Environmental Radioactivity》,通讯作者Shoichi Fuma强调,长期观测对揭示慢性辐射的"时间累积效应"具有不可替代的价值。
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