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福島核災對基因的長期影響

文 / 陳慈忻 (台大地理系)

2011年發生在日本福島的核災,所造成的傷害不只留在當年3月。核災究竟對環境、人類造成哪些具體的影響,需要長期觀察。今年8月發表在Scientific Reports 期刊上的一則重要的日本的研究發現,蝴蝶基因突變的速率增加,遺傳的子代出現畸形的比率也上升了。

「福島地區的自然環境受到傷害。」日本琉球大學教授Joji Otaki說,他也是這份研究的共同作者之一。

福島核災爆發的2011年三月,酢醬灰蝶的幼蟲正在此地度冬。為了找出核能輻射實際對基因缺陷和畸形的影響,琉球大學的研究結合實驗室的實驗及田野觀察。兩個月後,喬吉教授與他的同事開始從十個不同的樣區採集成蟲蝴蝶樣本,並且發現蝴蝶眼睛、翅膀形狀及翅膀圖案的異狀。

研究團隊已經研究酢醬灰蝶十幾年,「這些昆蟲棲息在人們生活周遭的花園與公園,因此牠們是很合適的環境指標,敏感地反映出環境變化。」Otaki教授說。

研究者在核災後的福島地區發現畸形蝴蝶。左圖為酢醬灰蝶的正常樣貌,
中間為折翅的基因變異,右圖的蝴蝶翅膀萎縮且產生皺摺。
(圖片來源:Scientific Reports,作者:Hiyama et al)

他們依循輻射從核電廠釋放的路徑,去調查蝴蝶不孕、翅膀萎縮、眼睛塌陷、異常斑點、觸角和腳變形,或者失去破繭能力的個體數量。研究發現輻射量最高的地區,也有最嚴重的生理畸形現象。

福島核災中,斷電的反應爐池持續增溫導致爐心熔毀,放射性元素釋放大量輻射,包含碘-131及銫-137。什麼是放射性元素?一般原子序(又稱質子數)大於83的元素會具有放射性,這些元素透過發射核內的質子、中子或核外的電子,形成更穩定的元素型態,在這個過程中也會釋放輻射。由於放射性元素比起其他元素更不穩定,較適合作為核能發電的原料。

「一般認為昆蟲對於輻射的抵抗性比較高,但是研究顯示這些蝴蝶受到了輻射嚴重影響。」Otaki教授說。

研究團隊在大學實驗室讓採樣的蝴蝶進行繁殖,這個位於沖繩的實驗室與福島相隔1,750公里遠。距離可以降低輻射的影響力,專注觀察繁衍的後果,他們注意到隨著世代交替,畸形的現象越來越嚴重,甚至出現觸鬚分岔、翅膀不對稱的子代。

研究團隊比較福島核災後兩個月及六個月採樣的蝴蝶,核災後兩個月的蝴蝶有12.4%的比例為畸形個體,但是六個月後的蝴蝶卻有28.1%的比例,是超過四個月前的兩倍。這些核災後六個月的蝴蝶可能是四個月前蝴蝶幼蟲的第四或第五代子代。

「這個研究結果隱含了重要訊息:有害的基因突變能夠隨世代相傳,因此核災的影響效果會隨著時間累積、增加。」南卡羅萊納大學(University of South Carolina)的生物學教授穆索說,穆索教授並沒有參加這項福島蝴蝶的研究,但是他長期研究福島核災及車諾比核電廠爆炸後的影響。他表示:「在短期的一年之內就能發現福島核災對蝴蝶的累積性效果,是很令人擔憂的。」

 

資料來源:
Mutant Butterflies Linked to Japan’s Nuclear Disaster – LiveScience

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關於作者

慈忻

台大地理所,研究空間分析方法與災害風險。曾擔任防災科普小組編輯、ENSIT電子報主編。偏鄉災害問題與專業/弱勢間的資訊不對等,是我最想解決的問題。

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