慎入!盤點無懼核輻射神奇生物 曱甴上榜 這生物竟靠核輻射生長
核輻射所產生的強大破壞力可導致生物基因突變、癌症甚至死亡等,人類歷史上曾多次遭受核輻射災難,包括著名的切爾諾貝爾核災和日本福島核災。核災來臨,是否全人類終將滅亡?其實,仍有不少生物,可抵禦高強度核輻射存活,更有神奇生物,正是依靠核輻射所帶來的能量生長,還能「吃掉」核輻射。
1986年4月26日,蘇聯烏克蘭普里比亞特市切爾諾貝爾核電廠發生核子反應爐破裂事故,稱為切爾諾貝爾核事故(Chernobyl nuclear disaster, Chernobyl disaster)。該事故不僅是人類歷史上最嚴重的核電事故,也是首例被國際核事件分級表評為最高第七級事件的特大事故,共造成前蘇聯約六百八十億美元的經濟損失,亦是近代史的最大災難。
2011年3月11日,日本福島第一核電廠發生核事故,在國際核事件分級表(INES)中被分類為最嚴重的7級,與切爾諾貝爾核災同級。2015年時,福島核電廠爐心內所有核燃料都已熔毀。截至2019年3月,這次事故造成的受災區域面積幾乎與名古屋市相同。
據東京電力推算,事故共泄漏大約90萬億貝可勒爾(Bq)鈾元素和碘-131、鎘-137和鈈-134大規模釋放,大約相當於切爾諾貝爾事故520萬億Bq的六分之一。
事故發生後,在日本各地測到的最大輻射值為:福島縣浪江町赤宇木170μSv/h,福島市24.24μSv/h,栃木県宇都宮市1.318μSv/h,東京都新宿區0.809μSv/h。而在事故發生以前,日本平時的輻射量在0.025~0.15μSv/h左右。
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提到核輻射,大眾不免感到揮之不去的恐懼。但世界上仍有能夠抵抗核輻射的神奇生物,還有號稱「地表最強」生物的水熊蟲(學名Tardigrades, 俗稱water bears),在高強度核輻射下也能正常生存。甚至有放射性真菌,正是利用核輻射的能量生長壯大。
一、蟑螂/曱甴:頑強的抗輻射能力
「蟑螂抗輻」論點源自1945年日本兩顆原子彈爆炸後,當時有報告指出,城市僅存的生命就是這些「打不死的蟑螂」。曾有科學家提出,蟑螂抗輻能力比人類強6至15倍,探索頻道團隊則以德國蟑螂為實驗對象,分別讓牠們承受不同分量的輻射線。
科學家曾對不同種類的昆蟲進行核輻射實驗,實驗結果顯示,在1000rad(舊式輻射單位)放射性鈷-60下暴露1個月,實驗組中仍有半數蟑螂活蹦亂跳,而同等輻射量僅10分鐘便可奪去人類生命。當暴露在10000rad核輻射下時,人類會在幾分鐘內死亡,但1個月後還有10%蟑螂能夠活動。直到提高至100000rad,這些超級頑強的蟑螂才會被完全殺死。
科學家認為,蟑螂有非常簡單的身體結構和代謝系統,沒有復雜的器官和組織,因此不容易受到核輻射的損傷。同時,蟑螂有著非常高效的DNA修復機制,能快速修復被核輻射破壞的基因,避免突變和癌症的發生。
不過,還有其他昆蟲的抗輻射能力比蟑螂還強,比如果蠅可承受64000rad輻射,寄生蜂(Parasitoid wasp)更可抵抗18萬rad輻射量,約是人類抗輻極限的200倍。
二、放射性真菌:利用核輻射能量生長
放射性真菌主要生長在核輻射污染的地區,比如切爾諾貝爾和福島的核電站附近。切爾諾貝爾核電廠爆炸事故發生五年後,有科學家在核反應堆牆上發現一種真菌,能夠「吃掉」輻射。這種細菌含有大量黑色素,通常能吸收有害射線,然後將其轉化為化學能量。
科學家曾對放射性真菌進行實驗,發現它們在暴露在核輻射下時,其生長速度和代謝速度都會增加。這說明放射性真菌能夠利用核輻射的能量來促進自身生長。這種現像被稱為「輻射合成作用」,類似於植物的光合作用,只不過光源是核輻射而不是陽光。
科學家認為,放射性真菌可以作為一種生物指示器,用於監測核輻射水平及分布,也可以作為一種生物降解劑,清除核輻射污染的物質和廢料。此外,作為生物能源,放射性真菌可用於提供可再生能源和燃料。
三、水熊蟲:地表最強的微小生物 曾登陸月球
水熊蟲(學名Tardigrades, 俗稱water bears)屬於緩步動物門,是一種非常微小的生物,體長僅有0.1到1.5毫米,通常需要用顯微鏡才可觀察。水熊蟲有四對足爪,頭部有兩個眼斑和一根吸管,身體呈圓筒形或橢圓形。水熊蟲幾乎可以在任何環境中找到, 包括海洋、淡水、土壤、極地、沙漠、火山、高山等。
水熊蟲最令人驚訝的特點是能夠抵抗各種極端條件。例如,能在絕對零度和151攝氏度高溫下存活,可以在乾燥條件下將身體脫水休眠數年至數十年,再遇到水分即可恢復正常生命活動。同時,水熊蟲能在海洋最深處、高山最高處存活,承受6000倍大氣壓力,包括真空環境,所以在太空中也能存活,被稱為「最強大的生物」。
水熊蟲也能抵抗高強度輻射,可以暴露在570000rad核輻射中不死亡,這是人類能夠承受的1000倍以上。水熊蟲擁有一種被稱為Dsup(Damage Suppressor,緩凝劑)的蛋白,可以使其DNA抵御輻射影響,這種特殊蛋白質可能是在脫水情況下進化而來的保護機制。
據BBC中文2019年報道,在以色列「創世紀」號(Beresheet)月球探測器上搭載的「月球圖書館」中,就有脫水後的緩步動物。報道稱,水熊蟲的特性,加上牠們曾在2007年成為第一種成功在太空存活的動物,使得牠們成為「月球圖書館」的最佳選擇。
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