Ступінь радіаційного ураження (від ледь помітного пригнічення росту до повної втрати урожаю і навіть загибелі всіх рослин) залежить в основному від таких факторів: одержаної дози опромінення і радіочутливості рослин під час опромінення.
Радіочутливість рослин кількісно характеризується величиною дози, яка викликає певний ефект — пригнічення росту, зниження урожайності, часткову або повну загибель. Різні сільськогосподарські культури мають різну радіочутливість. У табл. 19 наведені летальні дози опромінення сільськогосподарських культур. Радіочутливість рослин значно залежить від їхньої фази розвитку. Рослини, які формують наземні плоди, найбільш чутливі до опромінення у фазі закладання і формування репродуктивних органів. Царство рослин представлено дуже різноманітними життєвими формами широкого кола відмінних щодо радіостійкості таксонів. Синьо-зелені водорості-прокаріоти, подібні до бактерій, мають надзвичайну (!) радіостійкість (не втрачають життєздатності в епіцентрі ядерного вибуху). » 20 кГр. Про радіочутливість зелених водоростей судять за ростом клітинної популяції в рідкому середовищі =83 –390 Гр. Внаслідок опромінення в дозах порядку 30 Гр. хромосоми зазнають фрагментації, проте поділ клітин триває, оскільки вздовж хромосом розташовані не одна, а кілька центромер. Водорості здатні ліквідувати сублетальні та потенційно летальні ушкодження.
Мохоподібні папороті мають високо ефективну систему репродукційного відновлення. Повне інгібування росту спостерігається при 280-800 Гр. Проте навіть і за таких випадків інактивація верхівкових клітин спонукала утворення додаткових бічних розгалужень.
Голонасінні та покритонасінні характеризуються дуже великою варіабельністю радіостійкості у межах класу, родини, а іноді і роду. Як основний критерій радіостійкості використовують виживаність рослин наприкінці вегетації.
Радіостійкість вищих рослин залежить від стану в якому перебуває рослина в момент опромінення: радіостійкість насіння на 1-2 порядки вища ніж рослини, що вегетує. Найвищу радіостійкість мають рослини родини хрестоцвітних, найнижчу - родину бобових.
Основні закономірності радіобактеріологічних ефектів рослин:
1) підвищена радіочутливість клітин у стані профілеративної активності;
2) прояв детерміністичних та стохастичних ефектів;
3) сукупна дія простих і опосередкованих ефектів дії радіації;
4) генетичні і соматичні зміни;
5) формування віддалених ефектів.
Критичними органами рослин є: еристеми пагона й коренів. У насінні - тканини зародку. Радіостійкість рослин характеризується напівлетальною дозою ; критичною дозою , летальною дозою . Проміжок часу коливається для однорічних і багаторічних.
За ступенем радіостійкості насіння рослин поділяють:
1) радіочутливі ( =5¸10 кГр.).
2) середньорадічутливі ( =15¸20 кГр.)
3) високорадіостійкі ( >20 кГр.).
Окрім ефектів опромінення, що виражаються в гальмуванні росту, є також фізіологічні порушення:
- індукція органогенезу;
- гігантизм клітин;
- морфологічні аномалії;
- формування радіаційних химер;
- зміна тривалості вегетативного періоду;
- зміна плідності клітин.
Ураження рослин радіонуклідами виявляється в гальмуванні швидкості росту, зниженні врожайності і репродуктивності, а в разі великих доз опромінення може статися їхня загибель.
В основі будь-якого радіобіологічного ефекту лежить реакція клітин на дію радіації. Під радіобіологічним ефектом розуміється відповідь певної живої клітини чи цілого багатоклітинного організму на опромінення (Гродзинський, 1989; 2000). До них відносять різні детерміністичні й стохастичні радіобіологічні ефекти: радіостійкість, радіочутливість, метаболічну виживаність, системні радіаційно-біохімічні перетворення і модифікації на рівнях ДНК, РНК, клітин і організмів.
Рослини забруднюються переважно аерозольним і кореневим шляхами. Особливості аерозольного шляху надходження полягає в тому, що під час осідання радіоактивних частинок з атмосферного повітря відбувається пряме забруднення надземної маси рослин (листя, гілок, стовбура тощо). Механізм засвоєння радіонуклідів коріннями подібний до поглинання основних поживних макро- і мікроелементів з ґрунту. Наприклад, 137Сs є хімічним аналогом калію, а 90Sr – кальцію.
Розмір накопичення радіонуклідів у рослинах залежить від їхніх біологічних особливостей. Рослини, які утримують більше кальцію, накопичують 90Sr більше, а рослини, що відзначаються високим вмістом калію, вміщують більше 137Сs. При цьому існує прямо пропорційна залежність між щільністю радіоактивного забруднення місцевості і накопиченням радіонуклідів у рослинах.
Природні і техногенні радіонукліди надходять у організм тварини, як і до організму людини, через органи дихання, шлунково-кишковий тракт і поверхню шкіри. Однак потенційний внесок від зазначених шляхів далеко не однаковий і може становити (у відносних одиницях): через шлунково-кишковий тракт – 1000, органи дихання – 1, шкіру – 0,0001 (Константінов, Журбенко, 2003).
Головне значення у опроміненні тварин має рівень радіоактивного забруднення рослин певної місцевості, притім надходження радіонуклідів в організм тварин з питною водою у декілька разів нижче, ніж із кормами. Подібно до рослин, тварини накопичують 137Сs і 90Sr як хімічні аналоги калію і кальцію.
Різні види організмів відчутно відрізняються за своєю здатністю витримувати великі дози радіації. Загалом ссавці мають найбільшу чутливість, далі йдуть плазуни і комахи. Мікроогранізми, особливо бактерії, є найбільш стійкі до опромінення.
