Файл: Дубров, А. П. Геомагнитное поле и жизнь (краткий очерк по геомагнитобиологии).pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.10.2024

Просмотров: 95

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

РАСТЕНИЯ

Из предыдущих разделов книги видно, что выяснить роль ГМП в жизнедеятельности животных весьма трудно. Сложность гормональных связей в организме, эволюционно закрепленные инстинкты, особенности популяционных вза­ имоотношений, возможность почти неограниченного пере­ мещения в пространстве, беспрерывная смена экологиче­ ски важных факторов среды и многие другие причины затрудняют экспериментальное изучение роли ГМП в жиз­ ни животных. Указанные особенности в меньшей степени

присущи растениям, и это способствует выяснению влия­ ния ГМП на растения. На растениях хорошо видно, на­ сколько всестороннее действие оказывает ГМП на живой организм.

Магнитотропизм и ориентация. Изучая физиологиче­ ские реакции растений при воздействии ГМП и искусствен­

ных магнитных полей, ученые пришли к открытию явле­ ния геомагнитотропизма [152]. Оно заключается в том, что при свободном произрастании растений части их имеют оп­

ределенную ориентацию по отношению к геомагнитным полюсам, в частности, рост корней происходит преимущест­ венно в направлении южного магнитного полюса и соответ­

ственно изменяются свойства растений при такой ориента­

ции. Аналогичное явление обнаружено ранее и по отноше­ нию к полюсам искусственного магнита [564], с той лишь разницей, что южный полюс блокировал рост корней.

G обнаружением явления магнитотропизма стали изу­

чать влияние пространственной ориентации зародышей

семян на функционально-биохимические свойства выраста­ ющих из них растений [65, 338, 550—557]. Оказалось, что наибольшая скорость прорастания и темп роста отмечают­ ся у семян, ориентированных в направлении южного маг­ нитного полюса Земли. В качестве примера приведем табл. 4, данные которой получены в опытах с семенами пшеницы [287].

Геомагнитная ориентация семян оказывает влияние не только на рост, но и на самые различные физиолого-биохи­ мические характеристики. В конечном итоге это влияние отражается на урожае сельскохозяйственных культур.

Весьма четко обнаруженная зависимость прослеживается при геомагнитной ориентации семян кукурузы, огурцов, свеклы, подсолнечника, гороха, дыни, ячменя, овса, пше-

108

Таблица 4

Влияние ориентации семян относительно геомагнитных полюсов па рост проростков пшеницы «Краснозерная»

 

 

Средняя длина

Величина

Уровень зна­

Ориентация кореш­

/-критерия

проростков, мм

между

чимости р

ков зародыша

 

 

 

и √∏n

 

 

относительно маг­

 

 

 

 

 

 

нитных полюсов

 

 

 

 

стеб­

 

Земли

стебли

корни

стебли корни

корни

К северному по-

ли

 

 

 

 

 

 

люсу

(AZn) . .

65,8 ±2,9

236,4+9,5

3,5

5,4

0,001

<0,001

 

К южному полю­

81,5+3,3

312,5±10,2

 

 

 

 

су (AZs) . . .

 

 

 

 

ницы, ели, сосны и других культур [9, 65, 67, 201, 220, 293, 296].

Семена хвойных пород, высеянные корешками зароды­ шей на юг, прорастали на 4—5 дней быстрее, чем ориен­ тированные на север [220]. При этом большое значение

имеет и время посева семян относительно фазы Луны. При посеве семян с ориентацией корешками зародыша на юг в полнолуние скорость прорастания увеличивается,

ав новолуние этот эффект выражен менее резко.

Врезультате исследований было обнаружено также, что реакция семян растений на ориентацию относительно гео­ магнитных полюсов бывает различной, в зависимости и от

того, к какому типу диссимметрии («правому» или «лево­ му») принадлежат эти семена [188—190, 201, 279, 283].

Из «левых» семян, ориентированных кончиком зародыше­

вого корешка к южному магнитному полюсу Земли, полу­ чаются растения с более высокими темпами роста, повы­

шенной ферментативной активностью, дыханием, большим содержанием хлорофилла и соответственно с большей уро­ жайностью (на 13—52%). В то же время «правые» плоды,

зародышем направленные к северному магнитному полюсу Земли, дают растения с более высокими темпами роста и более интенсивным протеканием физиологических про­ цессов (на 7—32%). Вместе с тем реакция у левых и пра­ вых форм растений на геомагнитную ориентацию весьма сложная и во многом зависит еще от рассматриваемого

109



показателя [80]. Из этого следует, что взаимосвязь живых

организмов с ГМП обусловливается как внутренними, так и внешними факторами. C подобным явлением исследова­ тели встретились при изучении ориентации корней рас­ тений.

В первоначальных исследованиях ориентации корневой системы растений было выявлено, что боковые корни в сво­ бодных условиях располагаются в направлении север — юг. Опыты с радиоактивными изотопами подтвердили это и по­ казали, что поступление меченого фосфора из почвы было больше на северной и южной сторонах, чем на восточной и западной [550, 553, 554, 557]. Но вместе с тем было обна­ ружено, что некоторая часть растений, произрастающая на

том же поле, имеет и другое направление роста корней

[550].

Таблица 5

Влияние направления посева на ориентацию корней озимой пшеницы, выращенной в полевых условиях, Летбридж,

штат Альберта, Канада

Количество растений с корневой

 

 

системой, ориентированной в оп­

Направление

Направление роста

 

ределенном направлении

сева

корней

1958

1959

1960

1961

среднее

Севѳр—юг

Север—юг

72

80

72

69

73,4

 

Восток—запад

0,0

4,5

8,0

7,8

5,1

 

Разнообразное

28,0

15,5

20,0

22,4

21,5

Восток—за­ Север—юг

63,8

81,0

71,0

68,6

71,1

пад

Восток—запад

7,6

5,5

8,0

6.8

7,1

 

Разнообразное

28,3

13,5

21,0

24,6

21,8

Из табл. 5 следует, что в естественных условиях наряду с растениями, имеющими преимущественную ориентацию корней в направлении север — юг, существует определен­ ное число растений, с разнообразной ориентацией корней. Последующие исследования и в лабораторных, и в естест­ венных условиях с дикими растениями подтвердили эти факты. В частности, у 175 растений дикого овса, произрае-

110


тавших в четырех географических районах центральной части Северной Америки было обнаружено, что корневая

система располагается преимущественно в направлении север — юг. В противоположность этому при посеве в по­ левых условиях корни ржи (Secale сегеаіе) располагались

в разных направлениях. Однако, несмотря на открывающие­ ся сложности в проявлении магнитотропизма у растений, сам факт большого значения ГМП показан очень четко

[200, 201, 283, 284, 550—557]. Различные эксперименты — вращение в горизонтальной плоскости, вращение на кли­

ностате, воздействие искусственными магнитными полями (10—3000 Э), выращивание в металлических и полиэтиле­ новых сосудах — приводят к заключению, что корни ори­ ентируются приблизительно параллельно горизонтальной составляющей ГМП [550—557]. Этот вывод был проведен на озимой пшенице, выращиваемой в полевых условиях в разных географических пунктах Канады, магнитное скло­ нение которых соответственно равнялось 20° 30' E для Лет­ бриджа и 28o30'W для Санта-Джона. В этих пунктах кор­

ни росли приблизительно в одинаковом направлении по отношению к горизонтальной составляющей ГМП: наблю­ далось отклонение от истинного севера к востоку в Лет­

бридже и к западу в Санта-Джоне. Коэффициент D, ука­ зывающий на характер направления роста корней, рав­ нялся соответственно для указанных пунктов 88 и 85 (при полном совпадении с меридианом он равен 100). Следует

отметить, что в обоих пунктах при ежедневном вращении сосудов на 90° направление роста корней было раз­ нообразным. Интересны данные [556] об изменении коэффициента D у растений овса, выросших в разных районах Северной Америки (табл. 6). Так, растения, вы­ ращенные западнее нулевой линии магнитного склонения,

имели величины коэффициента D, хорошо соответствую­ щие теоретическим расчетам. Растения, выращенные вос­

точнее нулевой линии, имели коэффициент D, несколько отличающийся от теоретически рассчитанного. Возможной причиной этого автор считает местные аномалии в инду­ стриальных районах восточнее нулевой линии, которые могли нарушать магнитотропическую реакцию растений.

В этом отношении интересны работы, выполненные по

изучению роста [291—296], ориентированной направленно­ сти роста корней в естественных аномальных районах

[200, 201]. В условиях, например, Курской магнитной

Ill


Таблица 6

Изменение ориентированной направленности роста корней у растений дикого овса, выросших случайно в разных районах

Северной Америки

Средняя величина О*

Географический район

Магнитное скло­

теорети­

реальные

нение по компасу

 

 

 

ческие

растения

 

 

20oE

расчеты

73,3 ±0,7

Тихоокеанский . . . .

23°Е

76

Средний Запад . . . .

20°Е

5°Е

86

84,7 ±1,1

ВОСТОЧНЫЙ .,iɪi.

5oE

97

91,3±2,2

Большие Озера . . . .

107

95,6 ±1,6

 

150W

 

 

/

ʤʌ

⅛ и ʤ—

* Вычислено по формуле P = IOO—51----- ------- I, где

склонение в градусах (±) от истинного севера и юга.

Таблица 7

Направление корневых борозд у сахарной свеклы сорта Рамонская в некоторых пунктах Курской магнитной аномалии в 1969 г.

Пункт

исследования

Яковлево

Гостищево

Тетеревино Шошино*

Угол между на­ правлением маг­ нитного меридиана и бороздой, град.

Склонение магнит­ ной стрелки, град.

Общее количество растений

6

26

1134

о

13

1797

22

38

2158

60

48

1086

B том числе количество направленных ориентацией

корневых борозд, %

С-Ю

з-в

—сві-----------юз

сз-юв

ненор­ мальные корне­ плоды

48,8

30,8

3,8

9,3

7,3

50,6

29,6

9,3

7,2

3,3

38,7

27,6

10,6

18,2

4,9

39,3

26,9

7,6,

8,3

17,8

* Высевался сорт Ялтушковская.

аномалии наблюдалась значительная дисперсия в ориента­ ции корневых борозд у сахарной свеклы (табл. 7).

Представляет интерес ориентация в пространстве и дру­ гих частей растения. Некоторые авторы [250] на основании

112