Ядерные излучения и жизнь - [62]

Одна из частых причин порчи мяса и его браковки - присутствие в нем личинок глист, так называемых трихин и финн. Располагаясь в толще мышц животного, эти паразиты способны переносить длительную варку и кипячение. Облучение в дозе 10 тыс. р полностью уничтожает опасного паразита и делает свиное мясо вполне пригодным к употреблению.

Много хлопот людям причиняют и такие вредители сельского хозяйства, как амбарный долгоносик, истребляющий большие количества зерна, паразиты сахарной свеклы и т. п. Ежегодно на борьбу с ними расходуются большие средства, применяются ядохимикаты, средства протравливания зерна и т. п., но без значительных успехов. И в этом случае облучение (дозой 10 тыс. р), полностью уничтожая яйца и личинки долгоносика, позволяет с меньшими затратами исключить возможность размножения вредителей.

Взрослые формы насекомых - мухи, жуки, бабочки - очень устойчивы к действию радиации. В то же время они наносят немалый ущерб посевам. Применение ядерных излучений все же оказалось весьма полезным и в ряде таких случаев (при учете особенностей биологии насекомых). У некоторых из них самка оплодотворяется самцом всего один раз в жизни, откладывает несколько сот яиц и затем погибает. А половые клетки насекомых обычно довольно чувствительны к радиации. Облучение большого количества личинок позволяет получить стерильных самцов, неспособных к оплодотворению, но способных к спариванию. Выпущенные на волю, стерильные самцы спариваются с самками, которые в результате откладывают стерильные, не дающие потомства яйца. Если несколько раз и в больших количествах выпустить на волю стерильных самцов, можно добиться почти полной ликвидации вредного вида насекомых в данной местности.

Особенно хороших результатов можно добиться этим методом в изолированных районах. Так, на острове Кюрасао у побережья Венесуэлы, площадью 435 км², в 1954 г. выпустили на 1 км² около 200 стерильных самцов калитроги - насекомого, наносящего большой ущерб скотоводству. Этого оказалось достаточно для полной ликвидации вредителя, причем затраты были во много раз меньше ежегодных затрат на борьбу с этим насекомым в предыдущие годы. Возможности биологического метода борьбы с вредными насекомыми изучаются и в нашей стране.

Итак, ядерные излучения завоевали прочное место в сельском хозяйстве, где их применение уже дает важные и ценные результаты, но неизмеримо большего можно будет достигнуть тогда, когда их возможности будут реализованы в полной мере.

Меченые атомы в биологических исследованиях

Процессы обмена веществ, непрерывно происходящего в живых организмах,- один из основных вопросов биологии. Долгое время, однако, не было найдено такого метода, который позволял бы изучать динамику обменных процессов в клетках, органах и тканях животных и растений. Наиболее подходящим для этой цели представлялся метод метки, при котором вводимые в организм соединения метятся, чтобы в дальнейшем можно было проследить за их судьбой. В некоторых случаях те или иные вещества метили красителями. Однако этот метод имел существенные недостатки: а) метка по своей химической природе отличалась от того вещества, которое она должна метить, в связи с чем нельзя было утверждать, что поведение и самого вещества и метки во всех случаях одинаково; б) концентрацию метящего вещества иногда приходилось брать настолько большой, что это могло повлиять на течение процесса.

Широкие возможности в этом отношении открыл перед исследователями метод, основанный на применении радиоактивных индикаторов, получивший название метода меченых атомов. Его сущность заключается в том, что радиоактивные изотопы, добавленные к неактивным атомам, как бы метят их, позволяя следить за ходом течения различных процессов, в которых участвуют эти атомы. При исследовании к основной порции нерадиоактивного вещества добавляют небольшое количество активного, содержащего радиоактивный изотоп. Полученную смесь вводят внутрь организма, добавляют к продуктам питания и т. д. Так как при обычных химических процессах различные изотопы одного и того же элемента ведут себя одинаково, поведение атомов радиоактивного изотопа не будет отличаться от поведения нерадиоактивных атомов. Через определенные промежутки времени с помощью специальных приборов наблюдают за распределением радиоактивного изотопа в тканях организма. Полученная картина характеризует распределение и нерадиоактивного изотопа.

Естественно радиоактивные вещества использовались в качестве индикаторов в химических и биологических исследованиях в 1917 г. В. Н. Спицыным для определения растворимости солей тория в разных растворителях. Но широко этот метод стал применяться только после того, как научились изготовлять искусственно радиоактивные изотопы.

Метод меченых атомов имеет чрезвычайно высокую чувствительность, обусловленную применяемыми методами обнаружения и измерения ядерных излучений. Так, отдельные радиоактивные вещества могут быть обнаружены в количестве 10^-15-10^-20г, в то время как чувствительность спектроскопических измерений не превышает 10^-10-10^-12г. Другое достоинство этого метода - возможность измерения активности радиоактивных изотопов в присутствии значительного количества неактивного вещества без выделения вещества в чистом виде и очистки проб.