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

Контрольные птицы находились в деревянном доме

в30 м от колец Гельмгольца.

Вконтрольных опытах птицы преимущественно изби­ рали направление NE, соответствующее в исследуемый момент (март и май) весеннему направлению миграций.

Но при компенсации ГМП, когда создавалось искусствен­ ное магнитное поле, вектор активности птиц был направ­ лен соответственно в сторону искусственного «севера»

(см. рис. 21).

Исследования роли магнитных полей при выработке

условного рефлекса у овсянок (Passerina суапеа) дало негативные результаты [460]. Клетку с птицами помещали в систему модифицированных колец Гельмгольца — два

параллельных кольца, отстоящих друг от друга на 1 м. Птица находилась в клетке с проволочным полом, на

который подавался раздражающий электрический импульс длительностью 0,1 секунды, заставлявший ее подпрыги­ вать. Одновременно изменялось направление искусствен­

ного магнитного поля на 1 секунду или давался звук от зуммера.

Таким образом, у птицы вырабатывался условный

рефлекс на изменение магнитного поля или звука, причем ответная реакция птицы (подпрыгивание) автоматически записывалась.

В первой серии опытов кольца были ориентированы

перпендикулярно оси горизонтальной компоненты ГМП,

а создаваемое искусственное магнитное поле имело на­ правление противоположное нормальному северу.

Результирующий горизонтальный компонент магнит­ ного поля был равен по интенсивности, но изменен по направлению относительно естественного полностью (180°) или частично (90°). Опыты показали, что птицы научились избегать электрического удара, сопровождаю­ щегося звуковым раздражителем, но не реагировали на кратковременное изменение направления магнитного поля

[460].

Рыбы. В экспериментах с молодью европейского угря, помещенной в специальный лабиринт, было обнаружено, что компенсация ГМП с помощью колец Гельмгольца при­ водит к равенству выбора направлений движения в лаби­ ринте, т. е. к исчезновению таксиса на ГМП [58]. Изме­ няя напряженность горизонтальной составляющей магнит­ ного поля от 0 до 5 ∙ IO4 гамм при полной компенсации

46

ГПМ в пределах лабиринта, Ходорковский и Глейзер [313] нашли, что средние направления, избираемые рыбами, изменялись по сравнению с распределением в естествен­ ном поле.

Млекопитающие. У белых мышей и крыс, находивших­

ся в компенсированном магнитном поле (кольца Гельм­ гольца), отмечались изменения в лейкоцитарной системе периферической крови. У животных увеличивалось общее число лейкоцитов (в особенности нейтрофилов, p<0,01),

снижалось общее число лимфоцитов [208], уменьшалась активность фосфатазы и трансаминазы в макрофагах и т. д. [434].

Насекомые. В условиях компенсации ГМП насекомые изменяли выбор ориентированного положения в простран­ стве [378, 379 и др.]. У пчел компенсация не влияла на характер танца, в котором указывается направление на корм, к месту посадки у кормушки и т. д. [465, 575]. Но

тщательно поставленные эксперименты выявили, что в компенсированном магнитном поле увеличивалась точ­ ность указаний направления на корм при выполнении танца пчелами-сборщицами [506].

Поскольку танцы выполняются пчелами в вертикаль­ ной плоскости, влияние ГМП на ориентацию в гравита­

ционном поле и на механизм гравирецепции становится весьма возможным [506, 634].

Человек. В эксперименте с людьми, продолжавшемся

10 дней, было обнаружено, что при компенсации ГМП,

как и при полном экранировании, происходили четкие изменения в центральной нервной системе [389, 391, 393].

Этот опыт был осуществлен следующим образом. Систему

больших электромагнитов в виде трех модифицированных

колец Гельмгольца с ребром 8,5 м расположили перпенди­ кулярно друг к другу. Вся система была сопряжена с элек­ трическими часами и магнитометром для определения величины ГМП. В центре указанного объема напряжен­

ность ГМП при компенсации равнялась почти нулю, а на расстоянии 2,5 м от центра составляла не более 100 гамм.

В пространстве, где находились испытуемые, напряжен­ ность составляла 50 гамм с градиентом 30 гамм/м. Испы­ танию подверглись шестеро мужчин в возрасте 17—19 лет,

причем четверо из них находились в камере с компенси­ рованным ГМП, а двое для контроля — в аналогичной по устройству камере, но без компенсации ГМП.

47

Перед началом эксперимента испытуемые находились пять дней в камере с обычными условиями, а затем их

перевели в опытную камеру, в которой в течение 10 дней создавалась компенсация ГМП. Когда компенсация ГМП прекращалась, испытуемые оставались в этой же камере еще пять дней в условиях геомагнитного поля. Для оценки влияния изменений ГМП использовались различные фи­ зиологические тесты — вес, температура тела, частота

Рис. 8. Изменение критической частоты световых мельканий (цикл/секунда) у четырех людей при компенсации ГМП [427].

А — период компенсации; 1, 2, 3, 4 — индивидуальные кривые.

дыхания, артериальное давление, анализы крови, измене­ ния электрокардиограммы и электроэнцефалограммы, пси­

хофизиологические тесты и ряд других показателей (всего около 30). За время эксперимента, т. е. в течение 10-днев­ ной компенсации ГМП, все тесты и физиологические показатели у лиц, находившихся в гипомагнитных усло­ виях, не отличались от таковых в геомагнитных условиях.

Однако, как и в опытах с полным экранированием, крити­

ческая частота световых мельканий, важная функциональ­ ная характеристика, связанная с реакцией центральной нервной системы, снижалась значительно (рис. 8).

48

Таким образом, на основании приведенных данных видно, что и при компенсации ГМП происходит наруше­ ние некоторых функциональных свойств у различных организмов, свидетельствующее о важной роли ГМП.

БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ИСКУССТВЕННЫХ СЛАБЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ

На основании анализа приведенных материалов можно предположить и обратное: искусственные электромагнит­ ные и магнитные поля, близкие по амплитуде и частотно­ му диапазону к естественным полям, также должны ока­ зывать действие на биологические объекты. Проводились и эксперименты, в которых показано такое влияние сла­

бых искусственных электромагнитных и магнитных полей [281]. Необходимо отметить, что в некоторых исследова­ ниях не было обнаружено биологическое действие слабых электромагнитных полей [458, 484, 608 и др.]. По-видимо­ му, здесь мы сталкиваемся с проблемой невоспроизводи­ мости экспериментов, связанной также с естественной электромагнитной обстановкой [20, 100, 137, 138, 211, 334]. Очевидно, действие слабых искусственных магнитных

полей проявляется при определенных условиях внешней электромагнитной среды, причем уровень магнитной возмущенности имеет большое значение.

Простейшие, черви, микроорганизмы. Ф. Браун, его сотрудники и последователи полностью подтверждают биологическое действие слабых искусственных магнитных

полей [412, 413, 420, 422, 471, 540]. Они показали, что лю­ бые организмы могут различать интенсивность магнитного

поля и чувствовать направление, по которому магнитные

магнитное поле напряженностью 1,5 Э оказывает влия­ ние на выбор направления при ориентации свободно перемещающихся парамеций, улиток, планарий [413, 415], причем максимальной эффективностью всегда обладали магнитные поля напряженностью, близкой к ГМП [417].

Искусственное магнитное поле напряженностью 0,05 Э способно изменять периодичность географической ориен­ тации планарий. Изменение горизонтального вектора

магнитного поля на 180° вызывает ответный сдвиг на 180°

в фазе месячного ритма географической (северной) ориентации планарий (рис. 9).

Рис. 9. Изменение направления (град.) движения планарий, первоначально ориен­

искусственного магнитного поля 0,05 Э с век­ тором, противоположным ГМП. пл — полнолу­

ние, нл — новолуние.

Вольвоксовые (F. aureus; V. coenobia) также обладают выраженной способностью различать направление магнит­ ных силовых линий Земли и чувствуют изменение общей напряженности поля [540, 541].

50

Показано также, что выращивание бактерий типа сальмонелл, стафилококка и других в переменном магнит­ ном поле, имитирующем диапазон короткопериодных колебаний геомагнитного поля типа Pcl (/ = 0,6 Гц; H = = 1 гамма), сопровождается заметным снижением скоро­ сти их размножения [19, 20, 48]. В то же время в электро­ магнитных полях с частотой 0,1, 0,5 и 1 Гц при напряжен­ ности 0,3—0,4 В/м скорость размножения бактерий увели­

чивалась, возрастало число колоний [45].

Растения. Лабораторные и полевые опыты подтвердили биологическое действие магнитного поля на растения. C помощью соленоида, изготовленного из пяти колец мед­ ной проволоки большого сечения и питаемого от ртутной аккумуляторной батареи 1,3 В, было получено магнитное

поле напряженностью 280 гамм.

У растений одуванчика, помещенного в такой соле­

ноид, соцветия, открывались и закрывались с замедле­ нием, а после длительного воздействия растения завядали

ипогибали [536].

Влабораторных условиях было показано, что слабые магнитные поля (0,05—3 Э) влияют на ростовые и формо­ образовательные процессы у растений [273]. При воздейст­ вии магнитного поля 0,05 Э на замоченные семена в тече­ ние двух суток ускоренно развиваются проростки, раньше начинается дифференциация стеблевых метамеров в апи­ кальных меристемах точек роста, стимулируется образо­

вание боковых и придаточных корней у растений. Птицы. В экспериментах с искусственными магнитны­

ми полями (0,14—3,46 Э) была обнаружена высокая чув­ ствительность птиц к ним и зависимость ориентационной

способности их при миграции от общей напряженности

магнитного поля [641], а также от его полярности (Луцюк, Назарчук. Вестник зоологии, № 3, 1971). Птицы могли выбирать нормальное миграционное направление лишь в ГМП, а в искусственных увеличенных (0,73—0,95 гаусс) или уменьшенных (0,14, 0,30 гаусс) полях их движения были случайными и не имели выраженного ориентировоч­ ного направления [641].

Рыбы. Высокая чувствительность рыб к магнитным полям малой напряженности была выявлена эксперимен­ тально в специально разработанном лабиринте, путем

регистрации частоты появления рыб по трем или шести направлениям относительно стран света [310]. В лабора­

51

торных условиях (постоянная температура и освещен­ ность) у молоди европейского угря выявилась способность воспринимать постоянное магнитное поле напряжен­ ностью всего несколько десятков гамм и различать поляр­ ность используемого магнита [312]. Рыбы могут направ­

ленно двигаться вдоль силовой линии, в сторону увеличе­ ния напряженности поля, даже если градиент между точ­ ками пути всего 52 гаммы [313], и изменять двигательпую активность при смене индуктивности поля от 0,3 T до ну­ ля [37]. Значительно ранее [507, 508], в опытах па слабо­ электрических рыбах, была показана их способность отве­ чать характерной двигательной реакцией на магнитное

тонко реагировать на слабые магнитные поля и ориенти­ роваться в них обусловила появление критического анали­

за влияния ГМП на ориентацию, навигацию и их возмож­ ные механизмы [235].

Млекопитающие. Наиболее обстоятельные опыты вы­ полнены с магнитными и электромагнитными полями в частотном диапазоне короткопериодных вариаций ГМП [47, 48, 50, 184]. Подопытных животных помещали между пластинами конденсатора [49] 1 ×1 X 1м, к которому под­ водили синусоидальное напряжение 0,5—1,0 В с частотами 2 и 8 Гц. Экспозиция однократного воздействия составляла

3 часа и с суточным интервалом повторялась до 10 раз. У кроликов при одноразовом воздействии развивалось

понижение частоты ритма сердечных сокращений, а после 5—10-кратпого воздействия даже появлялась желудочко­ вая экстрасистолия. Кроме того, изменялось содержание форменных элементов крови, увеличивалось число лейко­

цитов, сегментоядерных нейтрофилов, !изменялась концен­ трация гемоглобина и т. д.

У кроликов при воздействии магнитного поля низкой

снижалась активность ферментов: щелочной фосфатазы,

пади-оксидазы и содержание гликогена [288—290]. Осо­

бенно резко уменьшается активность ферментов при воз­ действии магнитного поля напряженностью 2 гаммы (на

72—78% при p<0,01). Эти данные представляют большой

52