Insekter påvirker hvordan radioaktivitet sirkulerer i økosystemer

Førti år etter ulykken i Tsjornobyl finnes det fortsatt betydelige mengder radioaktivitet i den ukrainske naturen. De radioaktive stoffene som er biotilgjengelige kan tas opp av planter, sopp og dyr. Dermed kan de fortsette å sirkulere i økosystemene i flere tiår etter et radioaktivt utslipp. («Tsjornobyl» er den ukrainske translitterasjonen; «Tsjernobyl» gjenspeiler eldre russisk bruk.)

Insekter og andre leddyr er en svært viktig dyregruppe. De bryter ned dødt organisk materiale, resirkulerer næringsstoffer og er mat for en lang rekke andre dyr. Likevel vet forskerne forholdsvis lite om hvilken rolle disse små dyrene spiller når radioaktive stoffer beveger seg gjennom økosystemene.

• Faktaboks: Leddyr

  Leddyr er en stor dyregruppe som omfatter blant annet insekter, edderkopper, tusenbein og krepsdyr. Dyrene i denne kjennetegnes ved at de har ytre skjelett, leddelte bein og en kropp som er delt inn i ulike segmenter.

I sin doktorgrad har Jonas Lystrup Andresen undersøkt hvordan radioaktivt cesium og strontium tas opp, skilles ut og overføres mellom organismer.

– Vi vet at radioaktive stoffer kan bli værende i naturen mange år etter et utslipp. Men for å forstå de langsiktige konsekvensene må vi også skjønne hvordan stoffene beveger seg gjennom næringskjedene, sier Andresen.

Hvor vandrer de radioaktive stoffene?

I sin doktorgrad har Andresen undersøkt innholdet av radioaktivt cesium og strontium hos ulike grupper av leddyr, som for eksempel tusenbein og sommerfugler. Han har kombinert feltarbeid i Tsjornobyl-området med kontrollerte forsøk i laboratoriet.

Han har undersøkt hvordan radioaktive stoffer ble tatt opp, lagret og skilt ut gjennom utviklingen hos flere insektarter, fra larvestadiet til voksne individer. Dette gjorde det mulig å studere både hvordan radioaktive isotoper beveger seg gjennom næringskjeder i naturen og hvilke biologiske prosesser som påvirker opptak og utskillelse hos ulike arter.

Tusenbein skilte seg ut

Andresens resultater viste store forskjeller mellom dyregruppene. Tusenbein skilte seg tydelig ut. De hadde langt høyere konsentrasjoner av både radioaktivt cesium og strontium enn de øvrige gruppene som ble undersøkt.

– Tusenbein lever tett på jord og dødt plantemateriale. Dette er miljøer hvor radioaktive stoffer kan bli værende lenge etter et utslipp, forklarer Andresen.

Funnene tyder på at næringskjeder knyttet til nedbrytning av dødt organisk materiale kan være spesielt viktige for hvordan radioaktive stoffer sirkulerer i naturen.

Radioaktiviteten økte gjennom sommeren

Det viste seg at mengden radioaktivt strontium endret seg gjennom dyrenes vekstsesong. Konsentrasjonene økte hos både planteetende og rovdyrlevende leddyr utover sommeren. Resultatene viser at både årstid og næringsvalg kan påvirke hvor mye radioaktivitet dyrene inneholder.

– Det er ikke bare hvor dyrene lever som betyr noe. Hva de spiser og når på året vi undersøker dem, kan også ha stor betydning, sier Andresen.

Hva skjer når larven blir voksen?

Andresen undersøkte også hva som skjer med radioaktive stoffer når insekter gjennomgår fullstendig forvandling, fra larve til voksen. Hos slike insekter brytes store deler av larvekroppen ned før den bygges opp på nytt. Under denne prosessen kan stoffer som er tatt opp gjennom maten enten bli værende i kroppen eller skilles ut. Han undersøkte denne prosessen hos spyfluer, parasittveps, kålsommerfugler og svarte soldatfluer.

Forsøk i laboratoriet viste at konsentrasjonen av radioaktivt cesium ble kraftig redusert gjennom utviklingen fra larve til voksent insekt.

Strontium oppfører seg annerledes

For radioaktivt strontium var bildet mer komplisert. Strontium ligner kjemisk på kalsium, som noen leddyr trenger mer av for å bygge og herde det ytre skjelettet. Hos noen arter brukes kalsium også i eggproduksjonen.

Forsøkene viste at opptaket og utskillelsen av strontium hang tett sammen med insektenes behov for kalsium. Svarte soldatfluer hadde en tendens til å samle opp strontium, mens kålsommerfuglene skilte ut en større andel gjennom utviklingen.

– Resultatene viser at fysiologien til ulike arter kan ha stor betydning for hvordan radioaktive stoffer tas opp og lagres, sier Andresen.

Dette betyr også at dyr som spiser insektlarver, kan bli utsatt for andre nivåer av radioaktivitet enn dyr som spiser de voksne insektene.

Små dyr med stor betydning

Andresens forskning viser at leddyr spiller en viktig rolle i transporten av radioaktive stoffer gjennom naturen. Samtidig varierer denne rollen betydelig mellom ulike arter, næringskilder og livsstadier.

Særlig peker resultatene på betydningen av næringskjeder som er knyttet til sopp, jord og dødt organisk materiale.

– Skal vi forstå hvordan radioaktiv forurensning påvirker naturen over tid, må vi også forstå hva som skjer i de små næringskjedene. Insekter og andre leddyr er en viktig del av dette bildet, avslutter han.