问题

如果一座生态环境完整的孤岛发生核泄漏,那么 100 年以后这座小岛上的动植物是不是都变成了变异生物?

回答
想象一下,如果我脚下这片生机勃勃的孤岛,某个不为人知的角落,突然发生了核泄漏——那一刻,空气中无声无息弥漫开的,是看不见的危险。一百年后,当我再次踏足这片土地,看到的景象会是怎样?动植物们是否都变成了我们想象中那种扭曲怪诞的“变异生物”?

坦白说,事情并没有那么简单,也并非我们电影里看到的那样戏剧性。核泄漏对生态系统的影响,就像给一个小小的世界施加了一种看不见的压力,而岛上万千生灵,也只是在努力适应这种压力下的新规则。

首先,我们得明白,核辐射并不是一种“瞬间魔法”。它更多的是一种“累积效应”和“概率游戏”。核泄漏释放出的放射性物质,会像微小的子弹一样,不断地撞击生物体内的DNA。DNA是生命的蓝图,一旦这些蓝图被破坏,生命的延续就会出现问题。

在泄漏发生的初期和中期(也就是几十年内),我们很可能会看到一些明显的迹象,但这并不全是“变异”那么简单。

生存率下降,繁殖困难: 很多动植物,尤其是那些对辐射敏感的,可能根本无法度过最初的几年甚至几十年。它们会因为DNA损伤导致细胞无法正常分裂,幼体畸形,或者生殖能力受损。岛上的某些物种可能会因此数量锐减,甚至从这个岛上彻底消失,这是一种“选择性淘汰”。那些能够存活下来的,往往是基因中本身就带有一些抵抗辐射能力的个体,或者它们恰好发生了有利于生存的突变。
形态上的异常: 我们确实可能会看到一些生物出现形态上的改变。比如,植物可能会长出不规则的枝叶,颜色变得异常,或者果实发育不全。动物可能出现皮肤溃烂、毛发脱落、行为异常,甚至器官发育畸形。但这更多的是一种“疾病”的体现,是DNA损伤导致的“缺陷”,而不是那种超级力量的“变异”。就像一个人长期暴露在有毒环境中会生病一样,生物也会出现健康问题。

那么到了一百年之后呢?

岛上的生态系统会经历一个漫长的“重塑”过程。

幸存者的“新常态”: 那些在辐射环境下成功繁殖并传宗接代下来的个体,它们的后代可能会继承一些对辐射具有较高抵抗力的基因。这就好比,如果你在一片土壤里只留下最强壮的种子,那么下一代种子就更有可能也是强壮的。久而久之,岛上的生物种群可能会逐渐适应了这种低剂量的辐射环境。它们的DNA可能发生了一些细微的、但有利于生存的改变。
“变异”的真实面貌: 我们现在说的“变异”,在生物学上是基因频率的改变。一百年后,岛上的生物可能会比泄漏前有更高的基因变异率,但不是所有变异都会导致怪诞的外形。大多数变异是中性或有害的,会被自然选择淘汰掉。只有那些碰巧对生存有利的变异(比如更强的DNA修复能力,或者能够有效排出放射性物质的能力)才会被保留下来,并逐渐在种群中扩散。
生态位填充和物种演替: 随着一些对辐射敏感的物种消失,那些能够适应的物种就会填补它们留下的生态位。岛上可能会出现一些新的物种组合,或者某些现存物种的数量会大幅增加,而另一些则大幅减少。这是一个动态的过程,一百年,对于自然演化来说,或许只是一个小小的开端。
放射性物质的衰变与影响: 需要注意的是,核泄漏的放射性物质并非永恒不变。许多放射性同位素的半衰期是有限的,它们会随着时间推移而衰变,释放的辐射量也会逐渐减少。一百年后,某些特别危险的同位素可能已经衰变了很多,但岛上土壤和生物体内仍然可能积累着一定的放射性物质,持续对生态系统产生影响。

我更倾向于认为,一百年后的这座孤岛,不会是充满“怪兽”的科幻场景。

它更像是一片“适应过的荒原”。岛上的生物可能在形态上有一些我们不常见的特征,比如更耐旱的植物,或者行动更谨慎的动物。它们的DNA可能比我们普通人想象的要“结实”一些。但它们仍然是这个星球上我们熟悉的生物家族的成员,只是披上了一层“辐射下的生存印记”。

更可能的是,岛上已经形成了一种“新的平衡”。那些曾经的“幸存者”,可能已经演化出了独特的生存策略。或许是某种昆虫对某种放射性植物产生了耐受性,并以之为食;或许是某种鸟类学会了识别和避开受污染的区域。

当然,对于人类来说,踏足这片土地仍然是危险的。我们可能需要更先进的检测设备,来了解土壤、水源以及动植物体内的放射性水平。一百年的时间,足以让地表上的大部分放射性尘埃被雨水冲刷,被植被吸收,或者逐渐衰变。但核污染的根源问题——那些被污染的土壤和地下水——依然是挑战。

总而言之,一百年后的孤岛,并非是“变异生物”的狂欢,而更像是一场漫长而沉默的“生存进化实验”。岛上的生命,会用它们的方式,描绘出这场灾难后的新篇章,而这个篇章的色彩,或许比我们想象的要复杂,也更加,坚韧。

网友意见

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不是。

“核泄漏”的强度有极大的差异,“漏出了一点点放射性物质,连你都不怕”和“堆芯熔毁、液化核燃料流淌在废地上”都是核泄漏,你指望它们的效果有多统一呢。

动植物对具体强度的核泄漏的反应是多样化的,以切尔诺贝利核事故、福岛核事故为例,周围的动植物从“根本就不在乎”到“距离泄漏点数千米内的个体全部死光”五花八门,“都变成变异生物”是完全不可能的。

“一百年”对铯 137 之类高放射性泄漏物来说太长了,该死的动植物早就死了,没死的早就没受到什么辐射量了。

而且,人们刻板印象里的“核辐射变异生物”是不现实的。

可以参考切尔诺贝利的经验:

  • 植物可以在数年内重新占据被辐射一度逐出的土地,并在数年内扩展到过去并未抵达过的核电站外墙附近。
  • 鸟类在石棺建成前就进入切尔诺贝利核电站筑巢。

1986 年切尔诺贝利核泄漏发生后,约 116000 人被从 4200 平方千米区域内疏散,其中 2600 平方千米区域被西方宣传称为“禁区”,号称在数千年到 2.4 万年内不适合人类居住——实际上那纯属谣言。人的身体承受电离辐射的能力并不弱于同等体重的非人哺乳类,早就有人跑回切尔诺贝利“禁区”内生活了,他们的预期寿命并没有明显缩短。

2021 年 4 月 22 日,Nature 发表了乌克兰国家核医学研究中心和美国国家癌症研究所的研究人员的两篇论文:对切尔诺贝利事故幸存者及其后代的基因组进行了研究,没有发现核辐射跨代影响的证据。

每个子代个体会携带 50 到 100 个来自双亲生殖细胞的新生突变(DNMs),父亲年龄越大,精子中 DNMs 数量越多,平均每年新引入 1 到 2 个。这种突变不一定有害,但有研究指出一些 DNMs 与自闭症谱系障碍或其他发育障碍相关。有动物研究发现辐射暴露会扰乱亲本的生殖细胞(例如暴露于单一强烈辐射下的小鼠比未受辐射的小鼠有更多的 DNMs)。
约 8 年前,乌克兰国家核医学研究中心免疫学家 Dimitry Bazyka 和美国国家癌症研究所癌症流行病学和遗传学家 Stephen Chanock 等人合作,在暴露于切尔诺贝利核泄漏的人及其子女中寻找 DNMs。研究人员对电离辐射剂量进行了可靠估计,并对 1987 年至 2002 年间出生的 130 名孩子及其父母的基因组进行了测序。这些孩子的父母接受过较高程度的辐射,其中一些人曾经参与救灾,一度患上急性辐射综合征。
研究人员发现,即使是在最高程度的辐射下,子女的 DNMs 数量也并不比普通人群多。没有证据表明电离辐射对人类生殖细胞系 DNA 具有代际影响

相关论文:

1987 年以来,多项研究显示切尔诺贝利疏散区域内的动物的平均寿命并没有明显改变。从 1987 年到 1997 年,“禁区”内的麋鹿、欧洲狍、野猪的数量一直在增加,在 21 世纪初达到欧洲四个自然保护区的平均水平,“禁区”内狼的数量甚至达到这些自然保护区平均水平的 7 倍以上,一些研究人员用电子项圈追踪了一些切尔诺贝利狼的长距离迁徙。

  • 确实,你可以找到疏散区域内的一部分动物患上白内障、肿瘤、发育障碍,但其发病率早已不再高于欧洲其它地区——而且,在原始蛮荒的自然界,大部分动物其实活不到患上癌症的年龄就被捕食者或病原体给干掉了。

到了 2015 年,一项发表在 Cell 杂志的研究显示没有证据表明切尔诺贝利核电站散布的辐射对其周围的哺乳动物丰度有负面影响[1]

非哺乳动物就更别提了,许多昆虫和软体动物能耐受对人致死的辐射量。

  • 在核爆后的广岛,人们发现一些蛀虫和它们的卵在 48000 至 68000 拉德下正常生长;
  • 1963 年,科学家发现蟑螂的辐射致死量比人类高六到十五倍[2],1000 拉德的电离辐射吸收剂量可以干扰蟑螂的生育能力,6400 拉德可以杀死 93% 的蟑螂;
  • 1959 年,科学家发现 64000 拉德的辐射才能杀死实验室最常见的果蝇,一种柔茧蜂甚至要 180000 拉德才能杀死。

切尔诺贝利的两栖动物的皮肤比外面的同类黑一些。黑色素可以抵挡一部分电离辐射。在辐射合成真菌身上,黑色素接收的电离辐射能量被送去电子传递链、合成有机物。

切尔诺贝利的寄生虫数量比周围地区要多一点。鸟类白化现象比外界常见一点。某些昆虫的生命周期被轻微加速,更快地孵化、更快地世代交替。

在“禁区”内有些地方,鸟类的数量明显比其它地方少,你可以将这简单地解读为那里的污染水平较高。不过,研究显示周期性生活在切尔诺贝利的候鸟受到的影响比一直生活在这里的留鸟要大——听起来有些反常识,但你很容易想到这是因为候鸟要在有人类活动影响的地区和切尔诺贝利“自然保护区”之间迁徙、消耗了更多的体力和化学物质,以至于对辐射的抵抗能力下降。

现在,切尔诺贝利“禁区”内大部分地方有丰富的动植物种群,并早已开发出旅游线路,在 2018 年接待了超过 7 万名游客,艺术家 Valery Korshunov 在废弃的普里皮亚季市举办了一场晚会。切尔诺贝利开发项目主要使用太阳能发电。

2021 年 4 月到 9 月,乌克兰对中国旅游暂时免签,你可以亲自前往切尔诺贝利,用肉眼观看那里的情况,亲身感受一下那里的环境。

  • 具体而言,自 2021 年 4 月 1 日至 2021 年 9 月 30 日期间,对以旅游目的入境或过境乌克兰,且 180 天内在乌克兰境内停留时间不超过 30 天的中国公民实行免签制度。
  • 在“禁区”内已经开放的区域步行 1 天,你受到的辐射量还不如坐飞机去乌克兰途中受到的背景照射量来得多。


在这之前,题目所称的“生态环境完整”在生态学上是个老大难问题,扯不出个所以然来。

反人类派:只要被人类活动直接影响过,就不完整了。

定义自由派:任何一个能够持续存在的生态系都可以号称“完整”。


指望“孤岛”与世隔绝、没有外来生物补充,也是根本不现实的。一些鸟类可以不落地飞越太平洋,将鱼卵、昆虫卵、植物种子、真菌孢子、微生物、病毒之类到处携带。一些海岛植物和潮间带植物的种子和离体枝干可以长时间在水上漂流,离体枝干可以运输小型动物。

这是斑尾塍鹬创下的连续飞行记录:

你的“孤岛”要摆在什么神奇的位置才能连续一百年没有外来动植物呢。

参考

  1. ^ https://doi.org/10.1016/j.cub.2015.08.017
  2. ^ 人类在短时间内吸收500拉德剂量就会死亡

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