切爾諾貝利事故40年：人類消失后，那些動(dòng)物怎樣了？

1986 年 4 月 26 日凌晨，切爾諾貝利核電站（Chernobyl Nuclear Power Plant）四號(hào)反應(yīng)堆爆炸。接下來(lái)的幾天里，十余萬(wàn)人被強(qiáng)制撤離，他們匆忙帶走了家當(dāng)，也不得不將部分牲畜和狗留在原地。

過(guò)去四十年里，這里成了世界上最著名的核污染區(qū)，也是人類干預(yù)最少的地方之一。今天，如果你進(jìn)入切爾諾貝利隔離區(qū)，會(huì)看到什么？廢棄的游樂(lè)場(chǎng)、倒塌的教室樓，在這些腐朽的人造物之間，狼群的爪印、野馬奔跑揚(yáng)起的塵土、流浪狗在草叢中躺著曬太陽(yáng)……它們?cè)谶@里自由地繁衍生息，但與此同時(shí)，很多動(dòng)物體內(nèi)的遺傳信息已經(jīng)出現(xiàn)了巨大的變化。

圖 | 切爾諾貝利廢棄建筑里的貓（來(lái)源：Unsplash）

狼群回來(lái)了，還帶著改變的基因

2026 年，演化生物學(xué)家卡拉·洛夫（Cara Love）和謝恩·坎貝爾-斯塔頓（Shane Campbell-Staton）領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì)，在《分子生態(tài)學(xué)》（Molecular Ecology）上發(fā)表了一項(xiàng)關(guān)于切爾諾貝利灰狼的研究。研究人員為狼戴上了特制的 GPS 項(xiàng)圈，這種項(xiàng)圈同時(shí)能記錄動(dòng)物所處位置的輻射劑量。數(shù)據(jù)顯示，這些狼每天吸收的輻射量超過(guò)了人類工作者法定安全上限的六倍。

（來(lái)源：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/mec.7030

然而，這個(gè)種群不僅沒(méi)有崩潰，數(shù)量上還相當(dāng)可觀。根據(jù)此前 2015 年發(fā)布的長(zhǎng)期種群調(diào)查數(shù)據(jù)，切爾諾貝利隔離區(qū)內(nèi)的灰狼密度已經(jīng)是周邊同類自然保護(hù)區(qū)的七倍以上。

血液與基因分析進(jìn)一步顯示，與來(lái)自黃石國(guó)家公園（Yellowstone National Park）以及附近污染程度較低地區(qū)的參照種群相比，切爾諾貝利的狼有多達(dá) 3,180 個(gè)基因的表達(dá)方式存在顯著差異。

其中，大量變化集中在免疫功能和癌癥相關(guān)通路上。研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步篩選出 23 個(gè)癌癥相關(guān)基因，一個(gè)名為 PTPN6 的基因尤其突出，被解讀為可能與抗癌韌性有關(guān)的候選標(biāo)記。

研究者們?cè)谡撐闹羞M(jìn)一步解釋稱，這些基因差異并不意味著這些狼已經(jīng)“對(duì)癌癥免疫”，而是一種初步的信號(hào)，提示自然選擇可能正在起作用。能夠更好地修復(fù) DNA 損傷、控制炎癥反應(yīng)或抑制早期腫瘤的個(gè)體，在高輻射環(huán)境中擁有更強(qiáng)的生存和繁殖優(yōu)勢(shì)。這是迄今為止在切爾諾貝利大型哺乳動(dòng)物身上發(fā)現(xiàn)的、與輻射適應(yīng)最直接相關(guān)的基因?qū)用孀C據(jù)。

核災(zāi)難與一片意外的荒野

1986 年 4 月 26 日，切爾諾貝利核電站四號(hào)反應(yīng)堆發(fā)生爆炸，大量放射性物質(zhì)被拋入大氣層，隨氣流散布至整個(gè)歐洲。事故發(fā)生后 48 小時(shí)內(nèi)，周邊居民開始大規(guī)模撤離，最終約有 11.6 萬(wàn)人被永久轉(zhuǎn)移，留下了一片以切爾諾貝利核電站為中心、半徑 30 公里的隔離區(qū)。

其中，烏克蘭一側(cè)面積約 2,600 平方公里，1997 年后擴(kuò)大范圍，毗鄰的白俄羅斯一側(cè)另有約 2,160 平方公里被劃為波列西耶國(guó)家放射生態(tài)保護(hù)區(qū)（Polesie State Radioecological Reserve）。

圖 | 波列西耶國(guó)家放射生態(tài)保護(hù)區(qū)的麋鹿（來(lái)源：Wikipedia）

撤離的結(jié)果是雙重的。一方面，輻射污染留了下來(lái)，土壤和植被中沉積著銫-137、鍶-90、钚-239 等多種放射性核素，食物鏈由此遭到污染。例如，事故現(xiàn)場(chǎng)附近的松樹林在吸收了大量輻射后死亡變紅，并由此得名“紅色森林”（Red Forest）。

另一方面，所有人類活動(dòng)：耕作、伐木、狩獵、道路建設(shè)、工業(yè)生產(chǎn)，從二十世紀(jì)到今天，這些持續(xù)壓縮野生動(dòng)物生存空間的力量，在切爾諾貝利隔離區(qū)（Chernobyl Exclusion Zone, CEZ）突然消失了。因此，這里驟然變成一片極其特殊的自然實(shí)驗(yàn)場(chǎng)。生態(tài)學(xué)家得以借此窺視，人類缺席的世界里，動(dòng)物正在做什么。

大型哺乳動(dòng)物的種群數(shù)量不降反升

2015 年，白俄羅斯、日本、美國(guó)和英國(guó)組成的國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)，在《當(dāng)代生物學(xué)》（Current Biology）上發(fā)表了一項(xiàng)基于長(zhǎng)期種群普查數(shù)據(jù)的研究。

作者之一、波列西耶國(guó)家放射生態(tài)保護(hù)區(qū)的塔季揚(yáng)娜·杰里亞比娜（Tatiana Deryabina）與來(lái)自美國(guó)喬治亞大學(xué)的詹姆斯·比斯利（James Beasley）等人發(fā)現(xiàn)，隔離區(qū)內(nèi)麋鹿、狍子、紅鹿和野豬的種群密度，與附近四個(gè)未受污染的自然保護(hù)區(qū)相當(dāng)，而狼的密度則是附近保護(hù)區(qū)的七倍以上。直升機(jī)航拍數(shù)據(jù)還顯示，事故后第一至第十年間，麋鹿、狍子和野豬的數(shù)量就已經(jīng)呈現(xiàn)出明顯的上升趨勢(shì)。

無(wú)論輻射是否對(duì)個(gè)體動(dòng)物造成了影響，切爾諾貝利隔離區(qū)在事故后近三十年間，發(fā)展出了一個(gè)數(shù)量可觀的哺乳動(dòng)物群落。用比斯利的話說(shuō)，這組數(shù)據(jù)“是野生動(dòng)物在擺脫直接人類壓力（棲息地喪失、人為干擾和獵殺）之后恢復(fù)能力的有力證明。”

這項(xiàng)研究一經(jīng)發(fā)布，隨即在學(xué)界引發(fā)巨大反響，其結(jié)論駁斥了此前一系列以輻射有害影響為主基調(diào)的研究，也直接挑戰(zhàn)了“高輻射必然抑制種群增長(zhǎng)”的直覺(jué)假設(shè)。

普氏野馬：從瀕危到自由奔跑

在切爾諾貝利所有動(dòng)物的故事中，普氏野馬（Przewalski's horse，學(xué)名 Equus ferus przewalskii）應(yīng)該是最具代表性的案例之一。

普氏野馬是世界上現(xiàn)存唯一真正意義上的野生馬種，二十世紀(jì)中葉，它們一度在野外完全滅絕，僅靠動(dòng)物園和保育繁殖項(xiàng)目維持種群。1998 至 1999 年間，烏克蘭生態(tài)管理機(jī)構(gòu)將數(shù)十匹圈養(yǎng)繁殖的普氏野馬引入切爾諾貝利隔離區(qū)，最初只是想開展一次生態(tài)恢復(fù)實(shí)驗(yàn)。

沒(méi)有人類干預(yù)、沒(méi)有捕獵壓力、沒(méi)有農(nóng)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)，這些野馬在隔離區(qū)內(nèi)迅速建立起了自由繁殖的種群。到 2010 年代末，種群數(shù)量已增長(zhǎng)至逾百匹，甚至向毗鄰的白俄羅斯區(qū)域擴(kuò)散。這是普氏野馬在二十世紀(jì)歷經(jīng)滅絕之后，首次在近乎野生的條件下自然維持了一個(gè)可持續(xù)種群。

2019 年，有研究再次確認(rèn)，在未來(lái)幾千年都不適合人類居住的切爾諾貝利禁區(qū)中，這些普氏野馬已經(jīng)開始主動(dòng)適應(yīng)新環(huán)境，它們?cè)谇袪栔Z貝利的各種人造建筑中自由地閑逛、睡覺(jué)和交配，生活閑適且愜意。

（來(lái)源：https://doi.org/10.1007/s13364-019-00451-4）

狗的基因變了，但輻射是原因嗎？

還記得前文我們提到過(guò)的嗎？1986 年撤離時(shí)被遺棄的寵物犬，以及原本城市中的流浪狗，它們留在了隔離區(qū)，并在這片土地上繁衍了二十幾代，組建起數(shù)量龐大的犬類群落。

2023 年，來(lái)自北卡羅來(lái)納州立大學(xué)（North Carolina State University）和美國(guó)國(guó)家人類基因組研究所（National Human Genome Research Institute）的研究團(tuán)隊(duì)，在《犬類醫(yī)學(xué)與遺傳學(xué)》（Canine Medicine and Genetics）上發(fā)表了對(duì) 302 只隔離區(qū)流浪狗的基因組分析結(jié)果。

他們發(fā)現(xiàn)，靠近核反應(yīng)堆的狗群，與約 16 公里外切爾諾貝利市的狗群，在基因組上存在 391 處顯著差異區(qū)域，其中部分指向與 DNA 修復(fù)相關(guān)的基因。研究者之一、北卡羅來(lái)納州立大學(xué)的馬修·布林（Matthew Breen）將這些區(qū)域比作“公路上的路標(biāo)”，提示應(yīng)進(jìn)一步探查附近基因的位置。

然而，2024 年，同一團(tuán)隊(duì)在 PLOS ONE 上發(fā)布的后續(xù)研究，對(duì)這一發(fā)現(xiàn)進(jìn)行了重要的補(bǔ)充和校正。在對(duì)同一批狗進(jìn)行了從染色體、基因組到核苷酸的多層級(jí)比較后，研究人員沒(méi)有找到任何能證實(shí)輻射導(dǎo)致了更高突變率的證據(jù)。

換言之，這兩組狗的基因確實(shí)存在差異，但這些差異并不直接源于輻射誘導(dǎo)的突變加速，且具體成因至今仍不明確。一種合理的推測(cè)是遺傳漂變，即當(dāng)時(shí)保留下的小規(guī)模孤立種群中，某些基因版本的頻率會(huì)隨機(jī)波動(dòng)，最終導(dǎo)致某些特征從種群中消失或變得極為常見。

圖 | 生活在切爾諾貝利隔離區(qū)內(nèi)的狗（來(lái)源：Unsplash）

鳥類、昆蟲：另一種聲音

對(duì)比大型哺乳動(dòng)物種群的數(shù)量回升跡象，長(zhǎng)期研究鳥類的科學(xué)家們給出了截然不同的答案。

切爾諾貝利事故發(fā)生 11 年后的 1997 年，一項(xiàng)發(fā)表于《自然》（Nature）的論文就曾指出，在切爾諾貝利繁殖的谷倉(cāng)燕，表現(xiàn)出了更高的生殖損耗和生殖細(xì)胞突變率。這是早期將切爾諾貝利輻射與具體遺傳損傷直接掛鉤的代表性研究之一。

（來(lái)源：https://doi.org/10.1038/39303）

三年后，美國(guó)南卡羅萊納大學(xué)（University of South Carolina）教授蒂莫西·穆索（Timothy Mousseau）主導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)，啟動(dòng)了首個(gè)探究切爾諾貝利災(zāi)難環(huán)境影響的研究計(jì)劃，并開展了一系列持續(xù)至今的生物調(diào)查。

其中，2012 年的研究發(fā)現(xiàn)，在輻射較高區(qū)域繁殖的鳥類，其種群結(jié)構(gòu)和個(gè)體形態(tài)變得不太正常。從切爾諾貝利捕獲的鳥類樣本，其年齡比例和性別比例出現(xiàn)了顯著偏斜，團(tuán)隊(duì)據(jù)此推斷，輻射導(dǎo)致了雌性死亡率的相對(duì)上升。關(guān)于精子的研究則發(fā)現(xiàn)，受污染區(qū)域的雄鳥精子質(zhì)量下降，無(wú)精癥比例更高。此外，還有研究報(bào)告稱，高輻射區(qū)域的鳥類白內(nèi)障發(fā)生率高于對(duì)照地區(qū)。

蒂莫西的研究還涵蓋蜜蜂、蝴蝶、蜻蜓、蚱蜢、蜘蛛等多個(gè)類群，在 2014 年的綜合綜述中，他們寫道，“切爾諾貝利隔離區(qū)輻射較高的地段，所有被調(diào)查的主要生物類群均表現(xiàn)出種群數(shù)量的減少?！?/p>

圖 | 蒂莫西·穆索（來(lái)源：南卡羅萊納大學(xué)）

這一結(jié)論與有關(guān)大型哺乳動(dòng)物的研究形成了直接沖突。從表面上看，這似乎帶來(lái)了關(guān)于切爾諾貝利動(dòng)物是否受到輻射危害的爭(zhēng)議，實(shí)質(zhì)上，二者的差異根源于研究的方法論和解釋框架。

支持輻射有顯著危害的研究更多聚焦于個(gè)體生理指標(biāo)，并在輻射強(qiáng)度與這些指標(biāo)之間發(fā)現(xiàn)了統(tǒng)計(jì)相關(guān)性。但反對(duì)者指出，這類研究中的對(duì)照組設(shè)置、樣本量，以及輻射劑量的測(cè)量與估算方式，在方法論層面或許不夠完善。

支持種群層面基本正常的研究則側(cè)重于種群數(shù)量本身，他們認(rèn)為，即便輻射在個(gè)體層面造成了某種損傷，這種損傷也沒(méi)有顯著抑制種群的整體增長(zhǎng)。來(lái)自英國(guó)樸次茅斯大學(xué)（University of Portsmouth）的吉姆·史密斯（Jim Smith）曾表示，“隔離區(qū)內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)比事故前更健康，這有力地證明，相比世界上最嚴(yán)重的核事故，人類居住對(duì)其他生物的影響才是毀滅性的?！?/p>

此外，這兩種視角并不完全互斥。輻射確實(shí)對(duì)某些敏感物種（尤其是小型哺乳動(dòng)物、部分鳥類和昆蟲）造成了可測(cè)量的個(gè)體損傷；而對(duì)于大型哺乳動(dòng)物而言，人類撤離帶來(lái)的好處可能足夠大，足夠抵消輻射的負(fù)面影響。

由于許多已發(fā)表的研究仍存在局限，對(duì)于切爾諾貝利隔離區(qū)內(nèi)動(dòng)物的遺傳信息改變，要想厘清輻射直接誘導(dǎo)演化與種群隔離這兩項(xiàng)因素各自影響幾何，可能還要等待更經(jīng)得起審視的嚴(yán)格對(duì)照實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

隔離區(qū)內(nèi)外，物種命運(yùn)各異

從已有研究看，切爾諾貝利對(duì)不同物種的影響并不均一，也難以用一句話概括。大型哺乳動(dòng)物如狼、麋鹿、野豬、棕熊、猞猁等，它們總體上在種群數(shù)量層面表現(xiàn)出正向趨勢(shì)，這一共識(shí)目前相對(duì)穩(wěn)固。鳥類的情況更加復(fù)雜，且研究結(jié)論存在分歧。

此外，對(duì)于一類目前不屬于植物，甚至距離動(dòng)物更近的生物——真菌而言，它們展現(xiàn)出相當(dāng)特別的適應(yīng)性。與其他地區(qū)相比，在切爾諾貝利核電站內(nèi)，一種名為球孢枝孢菌的黑色真菌，演化出了更強(qiáng)的電離輻射耐受性。此外，東部樹蛙皮色變深的現(xiàn)象也引起了研究者的關(guān)注，有研究認(rèn)為，這與黑色素對(duì)輻射的防護(hù)作用有關(guān)。

切爾諾貝利的故事并未在 1986 年結(jié)束，也不會(huì)在某一項(xiàng)研究發(fā)表后畫上句號(hào)。

2025 年 2 月，一架無(wú)人機(jī)擊穿了覆蓋在四號(hào)反應(yīng)堆上的“新安全封閉體”（New Safe Confinement），這座耗資逾十億歐元、于 2016 年建成的巨型拱形鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了破損，修復(fù)費(fèi)用估計(jì)高達(dá) 5 億歐元。雖然官方聲稱輻射水平未見異常上升，這次事件卻再次提醒人們，這片土地上的危險(xiǎn)從未真正離去。

圖 | 新安全封閉體遇襲起火（來(lái)源：IAEA）

钚-239 的半衰期是 24,100 年。這意味著，切爾諾貝利土壤里的放射性核素水平落回“安全”范圍的時(shí)間尺度，相當(dāng)于末次冰期結(jié)束至今時(shí)長(zhǎng)的兩倍、人類有文字記載的全部歷史再重演四次。反應(yīng)堆周圍的輻射環(huán)境，比任何一個(gè)目睹這場(chǎng)災(zāi)難的人、任何一個(gè)研究它的科學(xué)家、甚至比科學(xué)本身的整個(gè)歷史都留存得更長(zhǎng)。

我們今天讀到的所有關(guān)于切爾諾貝利動(dòng)物的研究，只是故事的第一章。未來(lái)，生活在這里的灰狼會(huì)變成什么樣？放歸的普氏野馬會(huì)不會(huì)也演化出針對(duì)輻射環(huán)境的適應(yīng)特征？切爾諾貝利的一切生靈，最終會(huì)沿著怎樣一條軌跡走下去？我們大概率等不到塵埃落定那天。

這或許才是切爾諾貝利留給地球的遺產(chǎn)：一場(chǎng)由人類親手啟動(dòng)、卻注定看不到結(jié)尾的演化實(shí)驗(yàn)。我們是它的肇事者，也是第一批觀察者。然而，如果放在足夠長(zhǎng)的時(shí)間尺度中，這個(gè)故事的主角，從來(lái)都不是我們。

參考內(nèi)容：

1.https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/mec.70308

2.https://aacrjournals.org/cancerres/article/84/6_Supplement/7322/737498/

3.https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(15)00988-4

4.https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0035223

5.https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0315244

6.https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ade2537

7.https://doi.org/10.1007/s13364-019-00451-4

8.https://www.nature.com/articles/39303

運(yùn)營(yíng)/排版：何晨龍

注：封面/首圖由 AI 輔助生成