F2世代を通じたセシウムの累積摂取線量と、前翅の長さとの関係。doi:10.1186/s12862-014-0193-0F1世代に見られたように、F2世代においても、成虫の生存個体に様々な形態異常が見られた(図9)。死亡率および異常率が極めて高いことを考慮すれば、観察された影響の多くは、汚染食草の摂取に起因するものである可能性が高い。形態的に異常な部分を赤い矢印で示した。郡山市−郡山市の食草を与えた個体に見られた、左複眼の凹み。郡山市−郡山市の食草を与えた個体に見られた、羽化不全。本宮市−沖縄の食草を与えた個体に見られた、羽化不全。郡山市−沖縄の食草を与えた個体に見られた、右触角の欠失。沖縄−本宮市の食草を与えた個体に見られた、羽化不全。沖縄−本宮市の食草を与えた個体に見られた、右触角の欠失。本研究では、放射能汚染食草を用いた内部被曝実験を行った。地域(熱海市)といった、低い汚染度合いを示す地域にて採集された。類似の実験はこれまでの研究[7]においても行われており、本研究はこれまでに得られた結果を再現し、その正当性を裏付けるものである。本研究は、前回の実験に用いたものより汚染濃度の低い食草を用いることで、これまでの研究をさらに広げたものとなっている。世代のグループに見られた、死亡率および異常率の高さ、正常率(健全性)の低さ、生存率の低さ、そして前翅の縮小という形で、低線量放射線のチョウへの影響が明確に検出された。放射性セシウムを幼虫期に摂取した郡山市のグループにおいて、死亡率および異常率が50%を超え、それが本宮市のグループにおける数値を上回るものであったことは、少々意外であった。前後の低線量の摂取が、特定の生物種にとって極めて有毒となり得ることを示唆する。生存率において見られた傾向と一致するものである。比較的低濃度の汚染を示した関東および東海の食草を与えたグループでは、死亡率(生存率)および異常率(正常率)ともに摂取線量に依存しているように見えた。これら関東および東海のグループについては、同時期に同じ系統のチョウを用いて実験が行われたため、互いに比較可能であった。汚染食草は、チョウの適応度に対してわずかながらも検出可能な程度の影響を及ぼした可能性がある。この拡大の理由は明らかではない。低線量の放射線に対する生物学的反応は、比較的高い線量に対する反応とは単純に異なるとも考えられる。群に分かれたことは興味深い。食草を摂取し続けた場合に相当する。倍を上回るものである。同時期に実験が行われた(すなわち同じ系統の)一連のグループにおいては、生存率は食草のセシウム濃度に大きく依存するものであった。これらの結果は、単に放射線に対する感受性が系統の持つ遺伝的背景に依存していることで生じた可能性が考えられる。異なる系統のチョウを直接比較することは、遺伝的な条件以外の実験条件がほぼ同一であっても難しいと言える。従って我々の得た結果は、低線量放射線への感受性には同一種内においても個体差があるということを示唆し、これは既存の文献[13]とも一致するものである。世代への生物学的影響はより深刻なものであった。99%という死亡率を示した。世代における死亡率の上昇は、放射線による影響の継世代的な蓄積によるものと直ちには言えない。世代に及ぼす影響は、前翅の縮小と、特にメスでみられた前翅長とセシウム累積摂取線量との高い相関という形で認められた。よっても前翅の縮小が誘発されたことである[7]。汚染地域での野外調査においても前翅の短い個体が発見されている[7]。従って、本研究において前翅の縮小が認められたことは、内部被曝がこの死亡率の高さの一因であることを示唆している。世代において沖縄の食草を摂取することで大きく改善することが可能である。その反面、郡山市や本宮市の食草を摂取し続けることでその影響は大幅に増幅される。影響は継世代的であると言えるが、影響の大部分は食草を変えることで回復され得る非遺伝性の生理的影響であると言える。その発現機構としては、母性効果やエピジェネティックな影響、ゲノムの不安定性、および類似の現象による説明が考えられる。F2世代へと遺伝し得る」とする我々のこれまでの研究結果と矛盾しかねない[7-9]。世代(親世代)の成虫を用いた。世代の個体は幼虫期に、原発の爆発により放出された全ての放射性物質に直接さらされており、これは遺伝子の損傷を引き起こした可能性がある。年に起きたと考えられる遺伝子の損傷は、幼虫が食草の表面に吸着した放射性物質を摂取したことに起因する可能性がある。β線放射核種の影響も無視できない[14]。年に行われたため、存在していた放射性核種は主にセシウムであり、食草への放射性物質の吸着もそれほど深刻ではなかったと考えられる。従って、本研究における汚染食草の摂取による遺伝子損傷の可能性はどちらかと言えば低い。いずれの実験条件も、遺伝的または生理的な(あるいはエピジェネティックな)変化による遺伝性の影響を調査するには妥当なものであった。前翅長については、性差が見られた。F2世代ともに放射線摂取線量とのより高い相関を示した。この性差の理由は明らかでない。この種のチョウにおいては、環境ストレスの一種である低温ショックに対して、メスの方がより高い感受性を持つとの報告がある[4]。従って、この種では概してメスのほうがストレスに対して敏感である可能性が高い。汚染地域に生息する生物にとって、汚染食物を通じた内部被曝は避けられない。実際にチェルノブイリでの事故後、汚染食物によるものと考えられる人への生物学的影響が確認されている[15、16]。分野において、食物を通じた内部被曝について、きちんとコントロールされた実験によって評価した例は、数例[17]を除き、生物種を問わず乏しい。従って、我々の実験結果がこの研究分野に寄与するところは大きい。低線量放射線による生物学的影響についての知見を確立するためには、このような科学的証拠の蓄積が求められる。汚染食物を通じた内部被曝の生物学的影響を評価する我々の実験系は、低線量放射線の経口摂取が、ヤマトシジミの少なくとも一部の個体において、死亡(高い死亡率および低い生存率)、および疾患(高い異常率および低い正常率)、成長の阻害・遅延(前翅の縮小)を引き起こすことを明らかにした。生存率並びに前翅長への汚染食草の影響は継世代的であることが示された。世代における非汚染食草の摂取により大きく改善することが可能である。低線量放射線による内部被曝の生物学的影響のうち少なくとも一部は、非遺伝的な生理学的(あるいはエピジェネティックな)変化に起因すると考えられる。)の採集にあたり特別な許可は必要ない。ヤマトシジミは日本で最も繁栄しているチョウであり、その食草は園芸や農業においては雑草として除草の対象とされることが多い。採卵方法についても既に報告した通りである[7]。世代と定義)を用いた。年秋)のグループに分けた。そのため、グループ間の遺伝的差異は無視できる。つのグループに分けた。グループには、それぞれ沖縄、郡山市、または本宮市の食草を与えた。グループは、次世代(F2世代または第二子世代と定義)を得るために、F1世代との交配に用いられた。この過程は、子世代の健全性に悪影響を与える可能性のある近親交配を避けるために必要であった。世代の別のグループから選ばれた健全な成虫との交配により得られた。群と示すが、これらのグループのチョウは遺伝的には全て沖縄の系統に由来する。飼育実験は、関東・東海ののエサを与えたグループを除き、全て沖縄県の琉球大学西原キャンパス内にある我々の研究室において行われた。年夏および秋に各地で採集された。採集された食草の束は、湿らせた紙で覆い冷蔵容器に保管した状態で研究室へ送られ、使用直前まで冷蔵庫に保管された。この状態で保管された葉は、幼虫に与えられる際にも新鮮なままであった。異なる採集地間での交差汚染を防ぐため、食草の束は採集地ごとに別々に保管された。脈末端までの長さを測定した。