Laboratórium – ako funguje PRÍRODA

Autor: Gustáv Murín | 10.1.2018 o 9:26 | Karma článku: 0,00 | Prečítané:  91x

Popularizácia vedy je u nás v umelej mediálnej karanténe. Namiesto užitočných faktov sa dozvedáme len akési nevydarené anekdoty, alebo čisté bludy. V Slovenskom rozhlase ich môžete počuť každé doobedie celé „spektrum“.

  V 70-tych rokoch 20-teho storočia stál v Bratislave na nábreží Dunaja oproti výjazdu z tunela košatý strom. Útvar hlavného architekta sa rozhodol postaviť svoju budovu práve tu, ale na dôkaz toho, čomu sa dnes hovorí „environmentaly friendly building“ strom nespílili. Obstavali ho ľahkou závesovou konštrukciou na oceľových rámoch, ktorá fungovala ako sídlo Útvaru hlavného architekta viac ako tridsať rokov. Na jar roku 2002, Útvar hlavného architekta zanikol ako samostatný úrad a s ním aj táto pozoruhodne environmentálne-priateľská budova. Po strhnutí z nej nezostalo nič. A ten strom tam stojí ďalej akoby k tejto viac ako tridsaťročnej epizóde ani nikdy nedošlo.

  Táto epizóda symbolizuje tendenciu, ktorú by som rád dokladoval na nasledovných príkladoch environmentálnych štúdií, ktoré v rozsahu uvedených tridsiatich rokov uskutočnilo neďaleko sídliace Laboratórium karyológie Ústavu bunkovej biológie v spolupráci s Katedrou botaniky, obe ako odborné pracoviská Univerzity Komenského v Bratislave. V súčasnosti zlúčené pod Katedrou botaniky.

 

Radioaktívne kontaminované plochy v okolí Jaslovských Bohuníc

  Výskyt radioaktívne-kontaminovaných plôch v okolí EBO Jaslovské Bohunice súvisí s haváriou bloku A1 v roku 1977, ktorej predchádzala menšia v roku 1976 zato s následkom dvoch ľudských obetí. Pri asanačných prácach došlo k nahromadeniu kontaminovaného materiálu, ktorý bol v následných prudkých dažďoch vyplavovaný do blízkeho odpadného kanála. Pri jeho čistení sa kontaminovaná pôda dostala na svahy uvedeného kanála. Výskum sme robili v spolupráci s Institute of Tumorbiology, University of Wien v Rakúsku v rámci grantu Akcia Rakúsko – Slovenská Republika. Odbery bolo možné spracovať na adekvátnej úrovni predovšetkým vďaka spolupráci s Výskumným ústavom jadrových elektrární v Trnave. Náš test na druhoch lokálnej flóry je zameraný na abortívnosť peľových zŕn. Tento test sme doplnili metódou cytogenetickej analýzy primárnych koreňových meristémov divorastúcich druhov „in situ“. U každého odberu bola zvlášť meraná expozícia, ktorá dosahovala škálu od 46,7 až po 571 mGy/10 sek.. Do tretice sme v laboratóriu previedli „in vivo“ testy odobratých vzoriek pôdy na troch štandardných rastlinných testoch v rôznych pomeroch expozícia/recovery time. Tieto testy boli opakované na kooperujúcom pracovisku Institute of Tumorbiology, University of Wien v Rakúsku.

  Na základe zistených výsledkov fytotoxických a cytogenetických testov „in vivo“ a „in situ“ možno konštatovať, že na kontaminovaných miestach v okolí jadrovej elektrárne Jaslovské Bohunice nebola zistená fytotoxicita a ani zvýšená frekvencia mutácií oproti kontrole (Murín, G. a kol., 1996; Murín, G. a Mičieta, K., 2009). To sa zhoduje s epidemiologickou štúdiou, ktorá od uvedenej havárie nezaznamenal zvýšený výskyt nádorových ochorení v celom širokom okolí.

 

 Biomonitoring znečisteného životného prostredia v Kuvajte

po vojne v Perzskom zálive

 

  Invázia irackých vojsk do Kuvajtu a ich sedemmesačná okupácia krajiny priniesla nielen obete ľudské a materiálne, ale zrejme aj dosiaľ najrozsiahlejší akútny zásah človeka do životného prostredia. Pri svojom ústupe vyplnili irackí vojaci doslova príkazy svojich veliteľov o „spálenej zemi“ – zapálili 697 naftových vrtov a pokryli krajinu kilometrovými olejovými škvrnami. Počas nasledujúcich ôsmich mesiacov sa podarilo uhasiť 584 naftových vrtov. Za ten čas však bolo emitovaných do ovzdušia viac ako 500 miliónov barelov ropy, čo viedlo k rozsiahlemu zamoreniu ovzdušia olejovými aerosólmi, sadzami, nespálenými uhlovodíkatými zlúčeninami, ako aj kysličníkmi dusíka, síry a uhlíka (Readman a kol., 1992). Uvoľnené mračná dymu pokryli väčšinu oblohy Kuvajtu a priľahlých oblastí. Tieto dymové mračná boli pozorovateľné ešte o 1100 kilometrov južnejšie. Odhadovalo sa, že sa takto denne v Kuvajte uvoľnilo do ovzdušia približne 5 000 ton sadzí pri 4% podiele síry (Boháček, 1991).

  Navyše dňa 19. januára 1990 iracká armáda vypustila približne 500 000 ton nafty z kuvajtského terminálu Mina Al-Ahmadi. Táto obrovská olejová škvrna zamorila približne 770 km saudsko-arabského pobrežia. Na saudskej pláži Jubail, 200 km južne od Kuvajtu, bolo nameraných až 20 kg nafty na m2  pláže (Johnson a kol., 1991).

  Najzávažnejšie dôsledky sa však očakávali v súvislosti s flórou a faunou postihnutej krajiny. V prvom vegetačnom období po vojne boli zasiahnuté územia skutočne bez akejkoľvek vegetácie a poskytovali depresívnejší obraz ako púšť, ktorá sa v takom období obvykle dokáže pokryť hoci sporadickou, predsa len pestrou vegetáciou. Na veľké prekvapenie však nasledujúce vegetačné obdobie v roku 1992 prinieslo mimoriadne silný výskyt vegetácie práve v najzamorenejších oblastiach. To vyvolalo pochybnosti o pôvodných katastrofických predpovediach ako aj otázku ako mohlo dôjsť k takémuto paradoxnému efektu. Publikovanie prvých podrobnejších vedeckých štúdií tento jav potvrdili (Johnson a kol., 1991). Podrobné merania kontaminácie vôd zálivu preukázali intenzívnu degradáciu masívnej naftovej škvrny. Namerané hodnoty koncentrácie uhľovodíkov z nafty a karcinogénnych polycyklických aromatických uhľovodíkov tvorených počas horenia naftových vrtov boli relatívne nízke a v sedimentoch i ulitníkoch niektorých oblastí (Bahrajn) dokonca nižšie než pred vojnovým konfliktom (Readman a kol., 1992). Ďalšia štúdia dokumentovala po masovom úhyne niektorých obvyklých pobrežných živočíchov (Ocypode, Cleistostoma) intenzívnu samočistiacu aktivitu príbrežných vôd symbiotickým pôsobením cyanobaktérií a baktérií schopných biodegradácie nafty (Sorkoh a kol., 1992).

  Na pozadí týchto poznatkov bol pod vedením Dr. Ghanimy Malallah (Dept. of Botany and Microbiology Kuwait University) rozbehnutý projekt „Biomonitoring of polluted environment in Kuwait“, na ktorom odborne participovalo aj naše Laboratórium karyológie Ústavu bunkovej biológie, Univerzity Komenského v Bratislave. Odbery 59 druhov divorastúcich rastlín boli uskutočnené opakovane v najvýraznejšie znečistenej oblasti (Burgan), ako aj v kontrolných oblastiach (Shuweich, Qurtuba, Khaldiga a Andalus). Výber znečistených oblastí bol obmedzený vzhľadom k možnosti ich dosahu (míny apod.), naopak kontrolných oblastí bolo zvolených viac, keďže nebolo možné hovoriť o nezasiahnutej oblasti, len o najmenej znečistenej. Vyhodnocovali sme fytotoxicitu a genotoxicitu na troch úrovniach – aberantnosť peľových zŕn, poruchy meiózy (odber z kvetných vzoriek) a chromozomálne aberácie počas mitózy (odber z koreňových špičiek). Pozoruhodné boli výsledky najmä u peľových zŕn, kde u dvoch druhov (Arnebia decumbers a Plantago amplexicaulis) sme zaznamenali preukazné zvýšenie abortívnosti peľu u vzoriek so znečistenej oblasti v porovnaní s kontrolnou. U iných dvoch druhov (Neurada procumbens a Brassica tournifortii) bol však pri opakovaných hodnoteniach zaznamenaný opačný, hoci nepreukazný, efekt. U ďalších vzoriek sa však žiadny rozdiel zistiť nepodarilo. Celkovo teda môžeme zhrnúť, že aj náš dvojročný výskum potvrdil prekvapujúcu reparačnú schopnosť prírodného prostredia (Murín a Malallah, 1994; Malallah a kol, 1997).

 

Spätný biomonitoring znečistenia životného prostredia

využitím herbárových položiek

  S ohľadom na vyššieuvedené výsledky má čoraz väčší význam dlhodobý monitoring znečistených oblastí. V teoretických prácach sa začalo hovoriť aj o tzv. „bode nula“, teda takej časovej hranici, pred ktorou nemohlo ešte dôjsť k priemyselnému znečisteniu. Spätné hodnotenie tak dynamickej zložky akou je životné prostredie sa zdalo byť ťažko predstaviteľné, ale práve rastliny nám aj tu poskytli nečakane efektívny testovací materiál. Na podnet autora metodiky prof. Karola Mičietu, CSc. (vedúceho Katedry botaniky UK a súčasného rektora UK) sme overili možnosť spätného porovnania genotoxickej záťaže v životnom prostredí až sto rokov dozadu. Umožnil to fakt, že univerzitný herbár umiestnená v budove Katedry obsahuje položky z vybraných oblastí Slovenska ešte z konca 19-teho storočia.

  Porovnanie tetrádových analýz peľu u vresu (1991-1993) s herbárovými položkami spätne do rokov 1944, 1941, 1926 až 1894 nám ukázalo pozoruhodnú dynamiku znečistenia dvoch vybraných lokalít: Záhorie a Žiar nad Hronom. Z predbežných výsledkov vyplýva, že na Záhorskej nížine v priebehu takmer sedemdesiatich rokov (od r.1926) až do súčasnosti sa frekvencia abortívnosti pohybuje v rámci normy (do 5%). V známej znečistenej oblasti hlinikárne v Žiari nad Hronom očakávané zvýšenie oproti roku 1894 („bod nula“) nasvedčuje na prítomnosť genotoxických faktorov v prostredí. Vplyv znečistenia na peľ kulminoval v roku 1965 (až 56% abortívnych peľových tetrád!) v zhode v maximálnou vtedajšou produkciou pri minimálnych opatreniach proti znečisteniu prostredia. Pokles na súčasnú úroveň pri stále ešte zvýšenej aberantnosti (15 – 21%) možno vysvetliť v znížení množstva emisií vplyvom environmentálnych opatrení a znížení celkovej produkcie ako aj možnej adaptácii resp. tolerancii exponovanej populácie (Mičieta, K. a Murín, G., 1999).

Ak chceme prežiť

  Vyššieuvedené praktické príklady dokladujú paradoxnosť problematiky znečistenia životného prostredia ako jedného z priamych faktorov ovplyvňujúcich perspektívu života na Zemi. Na týchto príkladoch sa ukazuje, že Príroda má v zásobe pozoruhodnú flexibilitu i odolnosť voči environmentálnemu znečisteniu a to najmä vďaka autoregulačným a reparačným mechanizmom. Tieto mechanizmy sú základnou hodnotou udržateľnosti života na Zemi. Vyplýva z toho, že nie konzervácia súčasného stavu, ale udržiavanie dynamickej rovnováhy týchto mechanizmov je aj v prípade plánovania koncepcie antropogénnych aktivít na globálnej úrovni zásadnou podmienkou úspechu. Viac sa treba sústrediť na zachovanie základných homeostatických podmienok, pretože ich udržaním sú ďalšie akútne problémy riešiteľné už „automaticky“. Jedným z významných faktorov tejto autoregulácie je voda a preto pri globálnych úvahách by sme sa mali sústrediť predovšetkým na jej ochranu a zabezpečenie čistých vodných zdrojov.

  Udržateľnosť života na Zemi je nemysliteľná bez rešpektovania prírodných mechanizmov. Každá spoločnosť, ktorá ich ignorovala a nadradzovala svoje antropomorfické „schválnosti“, na to doplatila – ukázala sa neživotaschopnou. Socializmus komunistickej vlády napríklad zrušil (iste v dobrej vôli) fakt zániku/smrti v ekonomickej sfére. Neefektívne podniky sa stali „nesmrteľnými“ a preto svojho patróna, socializmus, zahubili. Stal sa neschopným konkurencie oproti systémom rešpektujúcim aj takýto, na prvý pohľad negatívny, prvok prírodných zákonitostí. Tento selektívny prvok musíme rešpektovať aj v prípade evolúcie druhov. Nie je teda možné dosiahnuť zakonzervovaný stav, pri ktorom by nezanikali jednotlivé druhy v Prírode. Budúcnosť života na Zemi nie je založená na konzervovaní súčasného stavu, ale na dynamickej rovnováhe. Až keď bude dochádzať k vzniku nových druhov adaptovaných na nové prvky prostredia, môžeme hovoriť o perspektíve udržateľnosti života na Zemi.

  Adaptáciou dokáže Príroda meniť pôvodne negatívne javy vo svoj prospech vznikom nových variácií života. Fundamentálne práce tímu vedeného prof. Riegerom ukázali, že rastlinné bunky dokážu mechanizmom adaptačnej odpovede znižovať genotoxický efekt aj tých najnebezpečnejších mutagénov (Heindorff a kol., 1982). Navyše v prostredí, ktoré sa práve ľudskými aktivitami stáva ľuďom životu nebezpečnými, dokážu prežívať vďaka adaptácii napríklad kolónie Deinococcus radiodurans. Táto G+ baktéria vďaka tisícnásobne vyššej odolnosti voči rádioaktivite než človek prežíva priamo v reaktoroch jadrových elektrární. Najnižšie organizmy žijú aj v človeku prirodzene neprístupných (život-ohrozujúcich) podmienkach – príkladom sú extrémofily (Ebringer a Krajčovič, 1994). Je teda evidentné, že hoci by sa znečistením životného prostredia zmenili podmienky prežitia tak drasticky, že by to znamenalo zánik ľudského druhu, život bude nerušene pokračovať ďalej. V iných podobách a iných, prispôsobených, druhoch života. Príroda teda prežije, otázka je skôr, či prežijeme my. Preto všetky úvahy o ochrane životného prostredia musia logicky končiť v  závere, že v našom ochranárskom úsilí zachraňujeme predovšetkým seba samých – pred nami samými. Príroda tento zápas rozumu a nerozumu len ticho sleduje. Ako ten strom na nábreží Dunaja. Čo je to jeden strom? – môžeme si povedať. Odpoveď je prostá – až tu nebudú stromy, nebudeme tu ani my.

 

 

Literatúra

Boháček, I., 1991: Ohrožují požáry ropných polí v Kuvajtu svět? Vesmír, 9, p.353.

Ebringer, L., Krajčovič, J., 1994: Cell Origin and Evolution. Publishing House VEDA, Bratislava, pp. 321.

Heindorff, K. a kol., 1982: Clastogenic adaptation triggered by S-phase-independent clastogens in Vicia faba. Mutat. Res., 190, p. 131-135.

Johnson, D.W. a kol., 1991: Airborne observations of the physical and chemical characteristics of hte Kuwait oil smoke plume. Nature, 353, p. 617-621.

Malallah, G. a kol., 1997: Genotoxicity of oil pollution on some species of Kuwaiti flora. Biológia (Bratislava), 52/1, p.61-70.

Mičieta, K., Murín, G., 1999: Retrospective Biomonitoring: A Hundred Years of Environmental Pollution at Selected Areas in Slovakia. Journal of Environmental Pathology, Toxicology and Oncology, 18, p. 335-338.

Murín, G., Malallah, G., 1994: Biomonitoring účinkov znečisteného životného prostredia po 100-dňovej vojne v Kuvajte. Život. Prostr., 1, p.30-31.

Murín, G., Mičieta K., Knasmüller, S., Steinkellner, J., 1996: Bioindikácia radioaktívne-kontaminovaných plôch v okolí EBO Jaslovské Bohunice druhmi miestnej flóry. Život. prostr., 3, p.140-142.

Murín, G., Mičieta, K., 2009: Response of Plant Species to the Radioactive Contaminated Soil around Nuclear Power Plant Jaslovské Bohunice, Slovakia; Contaminated Soils: Environmental Impact, Disposal and Treatment, Robert V. Steinberg, (Ed.), Nova Science Publ., New York,  433-448.

Readman, J.W. a kol., 1992: Oil and combustion-product contamination of the Gulf marine environment following the war. Nature, 358, p.662-664.

Sorkhoh, N., a kol., 1992: Self-cleaning of the Gulf. Nature, 359, p.109.

 

Páčil sa Vám tento článok? Pridajte si blogera medzi obľúbených a my Vám pošleme email keď napíše ďalší článok
Pridaj k obľúbeným

Už ste čítali?