Мутационные изменения, как мы знаем, могут возникнуть в половых клетках млекопитающих под влиянием даже одной ионизирующей частицы. Это значит, что для мутагенного генетического действия радиации фактически нет предела, ниже которого оно не проявляется. С увеличением дозы облучения возрастает и опасность образования мутаций. Эта опасность весьма реальна для потомков лиц, перенесших тяжелую форму лучевой болезни, что побуждает врачей в некоторых случаях рекомендовать таким больным не иметь детей.

Рис. 9. Постепенное поседение шерсти у мышей после облучения

Генетические изменения, вызванные облучением в половых клетках млекопитающих, могут быть настолько серьезны, что плод, вырастающий из облученной клетки, оказывается нежизнеспособным и гибнет еще до рождения на свет. Это так называемые летальные мутации. В других случаях мутационные нарушения совместимы с жизнью, однако вызывают уродства, наследственные заболевания типа гемофилии и серповидноклеточной анемии.

Рис. 10. Доминантные и рецессивные мутации в потомстве мушки дрозофилы, облученной рентгеновскими лучами. Черная точка на брюшке указывает на присутствие рецессивного мутантного гена

Если один из родителей был облучен до зачатия ребенка, то мутационные изменения, возникшие в части его половых клеток, могут вообще не отразиться на состоянии здоровья потомка. Такой результат возможен при оплодотворении за счет здоровых гамет (рис. 10). Однако и в случаях оплодотворения мутировавшей гаметой последствия мутации могут сразу не проявиться. Это наблюдается в тех случаях, когда доминирует аналогичный мутировавшему признак здорового родителя. Такие мутации, не обладающие свойствами доминантных, называются рецессивными. В течение многих поколений рецессивные мутации могут скрыто сохраняться в генетическом аппарате потомков облученного организма и лишь при встрече с другой такой же рецессивной мутацией проявиться в виде гибели организма (рецессивные летали) или уродств, аномалий развития.

Увеличение радиоактивного фона, облучение ионизирующей радиацией значительных контингентов людей неизбежно ведут к накоплению рецессивных мутаций и создают серьезнейшую потенциальную угрозу для будущих поколений. Вот почему усилия Советского правительства, направленные на то, чтобы повсеместно и на вечные времена было запрещено применение и испытание ядерного оружия, наряду с огромным политическим и социальным имеют и общебиологическое значение.

Человек живет в радиоактивном мире и потому, хочет ли он этого или нет, независимо от рода его занятий, подвергается непрерывному действию ядерных излучений, исходящих от окружающей его природы. Эта доза облучения, получаемая человеком от природных источников, носит название природного, или естественного, фона облучения.

Природный фон облучения невелик, и повышенный интерес ученых к нему возник сравнительно недавно - в основном после того, как человек научился управлять энергией атома. И возник он не случайно. По мере дальнейшего расширения областей применения атомной энергии, радиоактивных изотопов и источников излучений все более стал расширяться круг лиц, подвергающихся действию этих излучений. Сразу же возник вопрос: какие дозы облучения безопасны для человека и какие представляют опасность? Вопрос этот оказался, однако, далеко не простым.

Коварная особенность рентгеновских лучей и ядерных излучений в том, что они не вызывают непосредственных болевых ощущений и между облучением и проявлением физиологических изменений в облученном организме может пройти значительный срок, измеряемый в ряде случаев многими годами. Вот тут-то и оказывается полезным знание природного фона облучения человека.

Дело в том, что радиоактивные элементы на Земле возникли задолго до появления на ней живых существ и, следовательно, с самого зарождения жизни организмы всех живых существ, в том числе и человека, непрерывно подвергались действию природного фона облучения. Имеющиеся в науке данные позволяют утверждать, что интенсивность природного фона облучения существенно не изменилась, во всяком случае за несколько последних десятков тысяч лет. Естественно допустить, что доза, которой человек облучается в течение многих тысячелетий, безопасна, поскольку за такой длительный срок организм человека должен был приспособиться к природному фону облучения.

Природный фон обусловлен источниками излучения, находящимися как вне, так и внутри человека. И внешнее, и внутреннее облучения имеют свои характерные особенности, поэтому мы рассмотрим их отдельно.

Источники внешнего облучения человека - радиоактивные вещества, содержащиеся в почве, окружающих нас горных породах, воздухе, строительных материалах, из которых построены наши жилища, и, наконец, лучи, приходящие к нам из глубин мирового пространства и носящие название космических лучей. Радиоактивные вещества, находящиеся вне организма (почва, горные породы, стройматериалы и др.), излучают все три вида радиоактивных излучений - альфа-; бета- и гамма-лучи. Из них только гамма-лучи принимаются в расчет при определении дозы, получаемой человеком. Малая проникающая способность бета- и особенно альфа-лучей является причиной того, что подавляющая часть их поглощается воздухом, органическими веществами, находящимися на поверхности земли, верхними слоями строительных материалов, одеждой человека и только незначительное количество их попадает на тело человека, да и оно поглощается поверхностным слоем кожи.

Многочисленные измерения, проведенные в различных местах земного шара, показывают, что за счет радиоактивных веществ, содержащихся в грунте и горных породах, человек получает в среднем дозу 1 - 2,4 мрад в неделю, или 50 - 130 мрад в год. Меньшие значения получены над уровнем моря, большие - над горными породами вулканического происхождения. Зимой эта величина меньше, чем летом, так как слой снега в 30 см уже снижает вдвое интенсивность гамма-излучения.

На земном шаре есть, однако, места, в которых природный уровень облучения значительно превосходит приведенные выше значения. Так, в Индии (штаты Керала и Мадрас) имеется узкая полоса земли шириной всего в несколько сотен метров, а длиной около 200 км. покрытая монацитными песками, содержащими значительное количество радиоактивного тория. Мощность дозы в пределах полосы составляет 130 - 2800 мрад/год. Такому облучению подвергается около 100 тыс. человек, живущих в пределах полосы. Аналогичные явления можно наблюдать в Бразилии (штаты Миранас, Жояс и Гояс), где годичная доза внешнего облучения доходит до 12 рад. Повышенный фон встречается и в других местах земного шара.

Большинство людей проводят значительную часть своей жизни в закрытых помещениях. Получают ли они при этом большую или меньшую дозу, чем те, кто находится на открытом месте? С одной стороны, стены домов должны защищать их от излучения грунта и горных пород, с другой - ряд строительных материалов (кирпич, бетон и др.) содержит в себе некоторое количество радиоактивных веществ. Чтобы ответить на этот вопрос, в 1954/55 г. в Швеции были проведены измерения природного фона облучения в 986 квартирах, расположенных в 677 домах, выбранных в 13 городах. Дома были построены до 1946 г., т. е. до начала массовых испытаний ядерного оружия. Данные измерений показали, что в деревянных домах мощность дозы несколько меньше, а в кирпичных и бетонных несколько больше, чем на открытом воздухе. Наибольшие значения фона получены в зданиях, построенных из гранита.

В атмосферном воздухе всегда содержится некоторое количество радиоактивных веществ - гамма-излучателей. Это радон, выделяющийся из радия, содержащегося в земной коре, продукты его распада, радиоактивные аэрозоли, образующиеся при выветривании горных пород, и радиоактивные изотопы, возникшие в воздухе под действием космических лучей. Доза, создаваемая всеми источниками, невелика и составляет в среднем около 0,013 мрад в неделю.