Жер физикасына белгілі болғандай, планета қойнауының радиоактивтілігі уақыт өткен сайын азаяды да, ал тіршіліктің ертедегі түрлеріне олар кезіндегідей әсер етеді
Радиация және тірі ағзалардың төзімділігі
Жер физикасы деректеріне сәйкес, планета қойнауындағы радиоактивтілік уақыт өте біртіндеп азаяды. Дегенмен радиацияның тіршілікке ықпалы тарихтың әр кезеңінде әркелкі болды. Жердің ерте кезеңдерінде пайда болған қарапайым құрылысты балдырлар кейінгі дәуірлерде қалыптасқан жоғары сатыдағы организмдерге қарағанда радиация әсеріне анағұрлым төзімді келеді.
Ерте тіршілік формалары
Қарапайым құрылымды организмдер радиациялық ортаға бейімделгіш болуы мүмкін.
Кейінгі күрделі организмдер
Жоғары сатыдағы тіршілік иелерінің сәулеленуге төзімділігі салыстырмалы түрде төменірек.
Доза, өлшем бірліктері және қауіпсіз шектер
Адам организміне әсер ететін радиоактивті сәулеленуді сипаттауда доза мөлшері (D) және доза қуаты (P) ұғымдары қолданылады. Доза рентген, грей және джоуль/кг бірліктерінің биологиялық эквиваленттерімен өлшенеді.
Өлшемдердің арақатынасы
1 Гр = 1 Дж/кг = 100 рентгеннің биологиялық эквиваленті.
Доза қуаты қалай беріледі?
Доза қуаты әдетте 1 сағаттағы рентген мөлшерімен өлшенеді: миллирентген/сағ, микрорентген/сағ.
Табиғи фон және ағзаның бейімделуі
Адам ағзасына әсер ететін дозалардың жалпы қуаты шамамен 1,5–4,0 мГр/жыл (яғни 0,017–0,044 мР/сағ). Мұндай деңгейлерге ағза бейімделгендіктен, олар әдетте зиянды әсер тудырмайды.
Кәсіби тәуекел аймақтары
Қазіргі кезде кейбір мамандықтар ядролық сәуле шығарумен тығыз байланысты. Мұндай қызметкерлер үшін жылына 50 мГр қауіпсіз деңгей ретінде қарастырылады. Бұл табиғи фоннан 12–35 есе жоғары.
Биофизиктердің пайымдауынша, егер 50 мГр/жылдан бірнеше есе жоғары доза өте ұзақ уақыт бойы (шамамен 10 мың жыл) әсер етсе, Homo sapiens түрінде елеулі өзгерістер болуы ықтимал.
Уран және микроэлементтердің биологиялық ықпалы
Уран тірі организмге түскенде алдымен улы, кейіннен радиациялық әсер береді. Сонымен бірге уранмен бірге ағзаға енетін өзге элементтердің де зиянды ықпалы болуы мүмкін.
Топырақтағы жоғары концентрациялар (В. В. Ковальский деректері)
| Элемент | Шекті жоғары концентрация (үлестік мәндер) |
|---|---|
| Co | 3·10−3 |
| Cu | 6·10−3 |
| Zn | 7·10−4 |
| B | 3·10−3 |
| Sr | 6·10−2 |
| Se | 1·10−4 |
Бұл элементтердің артық мөлшері де, жеткіліксіздігі де организмдерде морфологиялық, анатомиялық және физиологиялық өзгерістер туғызып, эндемиялық аурулардың пайда болуына себеп болуы мүмкін.
Жоғары концентрациялы орта және мутагенез
Әсіресе U, B, Cu сияқты элементтердің концентрациясы жоғары ортада тіршілік ететін микроорганизмдерде мутагенез жүріп, пайда болған мутанттар дәл осындай ортада жылдам дами бастайды.
Ыстықкөл мысалы
Ыстықкөлдегі уран концентрациясы Әлемдік мұхиттағы деңгейден жоғарырақ. Ондағы балдырлардың құрамындағы уран мөлшері көл суымен салыстырғанда шамамен 3 есе артық болуы мүмкін.
Салдары
Мұндай жағдайларда балдырлардың мутациясымен байланысты алуантүрлілік жоғары болуы ықтимал.
Рифтогенез, апвеллинг және эволюциялық серпін
Ленинградтық геолог, профессор С. Г. Неручев рифтогенез кезінде жер қойнауынан уранға, сондай-ақ V, Mo, Cu, Ni, Ag және басқа да элементтерге бай магмалық ащы сулар таралуы мүмкін екенін көрсеткен.
Апвеллинг: қоректік тізбектің басталуы
Мұхиттарда судың төменнен жоғары көтерілуі (апвеллинг) жиі болады. Апвеллинг кезінде фосфаттардың гидросфераның жоғарғы қабаттарына өтуі фитопланктонның қарқынды дамуына себеп болады — ал фитопланктон теңіздік қоректік тізбектердің негізін құрайды.
Гидробиологтардың деректеріне сәйкес, апвеллинг нәтижесінде жағалық акваториялардың биоөнімділігі 50 мың есе ұлғаюы мүмкін.
Рифтогенез: элемент ағынының артуы
Рифтогенез кезінде фосфаттар мен әртүрлі химиялық элементтердің гидросфераға түсуі күрт артады. Нәтижесінде теңіз өсімдіктері, балықтар және басқа жануарлар көбейеді.
Алайда қорек арқылы радиоактивті заттардың организмдерде жинақталуы мүмкін. Бұл мутацияны күшейтіп, кейбір түрлердің жаппай жойылуына, ал басқа түрлерде жаңа белгілер мен қасиеттердің пайда болып, әрі қарай дамуына әкелуі ықтимал.
Геологиялық кезеңдер мен жаңа формалардың пайда болуы
Рифтогенез кезеңдерінде мутагенез қарқынды жүріп, тіршіліктің жаңа формалары пайда болуы мүмкін. Жаңадан қалыптасқан түрлердің бір бөлігі ұзақ тұрақтамай жойылып кетсе де, кейбірі ұзақ уақыт сақталып қалған.
538 млн жыл бұрын
Уранның гидросфераға түсуіне байланысты трилобиттердің дене сегменттері азайып, кейбірінде екі-ақ бөлік — бас және құйрық сегменттері — қалғаны туралы болжам айтылады.
500 млн жыл бұрын
Рифтогенез фазасында алғашқы омыртқалылар мен панцирлі балықтардың пайда болуы көрсетіледі.
320–290 млн жыл бұрын
Алғашқы төртаяқтылар (ихтиостегидтер), кейінірек алғашқы кесірткелер пайда болды деген деректер келтіріледі.
167 млн жыл бұрын
Кейбір жануарларда ұшу аппараты қалыптасып, алдыңғы аяқ саусақтары ұзарған, араларында жарғақ пайда болған формалардан птерозаврлар мен археоптерикстер сияқты түрлердің шығуы сипатталады.
Дегенмен биосфера эволюциясына тек рифтогенез ғана емес, геомагниттік өрістің инверсиясы, климаттық өзгерістер және басқа да факторлар әсер еткені ескеріледі.