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

полюсам, и сама экспериментальная проверка была прове­ дена, но без выводов о магнитотропизме [564].

Многие исследователи в различных странах не только подтвердили явление магнитотропизма, по и обнаружили в проявлении магнитотропических реакции у различных объектов особенности, свидетельствующие о большей сложности явления, чем предполагалось ранее. Поскольку чаще исследовались в этом направлении растительные организмы, то особенности эти рассматриваются нами в главе, посвященной растениям.

Нужно отметить, что геомагнитное ориентирующее влияние показано на очень широком диапазоне объектов, от молекул биологических и неорганических веществ до целых организмов, включая человека [23, 528].

Как проходят магнитные силовые линии Земли по отношению к телу, в равной степени оказывается важным для рыб [31], насекомых [379, 506], растений [201] и других организмов [418—420].

Более 20 лет исследуя особенности течения различных физико-химических реакций у белковых молекул, суспен­ зии клеток и неорганических веществ при строгой ориен­ тации их относительно геомагнитных полюсов, Мориама

[528] обнаружил, что любая реакция, процесс или изучае­ мое свойство у одного и того же объекта изменяются в за­ висимости от его ориентации по странам света (рис. 11).

Было замечено [23], что звук при выстукивании грудной клетки человека зависит от положения тела относительно геомагнитных полюсов, так же как функционирование кровеносной системы, состояние мышечного тонуса, элек­ трические свойства тканей, но автор не подтвердил это экспериментальными данными.

На основании анализа приведенных данных можно

прийти к заключению, что геомагнитная ориентация существенно влияет на функциональные свойства биоло­ гических объектов. Однако у отдельных объектов возмож­ ны отклонения и различные формы реакций, которые

можно объяснить многими причинами. В настоящее время установлено, что этот эффект зависит от принадлежности объектов к той или иной диссимметрической, «правой» или «левой», модификации [92, 93,188, 283, 285], от фазы сол­ нечного цикла во время этих исследований [285], а также

59

выявляется достаточно четко и пе подлежит сомнению.

В заключение остановимся еще на одной группе косвен­ ных доказательств, свидетельствующих о большой биоло-

Рис. И. Изменение поглощения света раство­

лабораторного исследования, а путем аналитического раесмотрения и сопоставления данных.

МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЙ СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

Наряду с работами, посвященными экспериментально­ му изучению биологического действия ГМП, проводились исследования, в которых возможное влияние ГМП выяв­ лялось путем сопоставления за конкретный период изме­ нений ГМП її некоторых медико-биологических данных.

Исследования, обсуждаемые здесь, относятся главным образом к медицине, где прямые эксперименты не всегда возможны, в частности при изучении патологических со­

60

стояний у людей, а также при анализе травматизма (трав­ мы и аварии на производстве, дорожно-транспортные про­ исшествия и т. д„). На основе большого фактического материала, при использовании статистического анализа, в этих исследованиях была установлена связь между со­ стоянием ГМП и соответствующими медицинскими пока­ зателями.

Медико-статистические исследования признаются важ­ ными для решения вопроса о связи колебаний естествен­

ных электромагнитных полей с состоянием человека [25]. В результате теоретических расчетов было обнаруже­ но, что плотность энергии и поток мощности ГМП во время возмущений обычно на несколько порядков превы­ шают пороговую чувствительность человека [182]. Пре­ дельный порог чувствительности человеческого организма

клетку [215]. Эти величины получены для рецепторных клеток органов зрения и слуха, но они в равной мере относятся к восприятию клетками магнитных полей.

Возмущенному же ГМП соответствуют потоки мощности

10~4÷10~7 эрг/(с • см2) и плотность энергии порядка

IO-7 эрг/см3, что превышает пороговую чувствительность

биологических рецепторов на 2—5 порядков [183].

Медико-статистический анализ подкрепляет эти теоре­

тические расчеты, указывая на реакцию человеческого организма на возмущения ГМП.

Ряд авторов разработали статистическую модель для изучения влияния комплекса факторов внешней среды (изменение вертикальной составляющей геомагнитного поля, температуры, давления, влажности) на динамику сердечно-сосудистых заболеваний [263, 264]. В качестве

фактической основы для модели послужили материалы более 80 000 вызовов неотложной медицинской помощи в г. Ленинграде в период с января по сентябрь 1969 г. Статистически обработанные данные позволили сделать вывод, что ведущей компонентой, влияющей на динамику роста обострений сердечно-сосудистых заболеваний, явля­ ется спонтанное изменение ГМП, причем наибольшее влияние оказывают очень большие и продолжительные бури.

Статистические методы, используемые для выяснения

связи между ГМП и медико-биологическими процессами

61

(периодограмм-анализ, метод скользящих средних, авто­ корреляционный, кросс-корреляционный и регрессионный анализы), общеизвестны и здесь не рассматриваются.

Поскольку ссылки на медико-статистические работы будут приводиться в последующих главах, здесь как на пример укажем на одну из них. Сотрудники Нацио­ нального геофизического института (Индия) провели статистическое исследование транспортных аварий на до­ рогах в связи с возмущенностыо геомагнитного поля в дан­ ном месте [406]. Рассматривались транспортные аварии, происшедшие на протяжении 1965—1969 гг. в городах-

спутниках Хайдерабад и Секундерабад, имеющих населе­

ние несколько миллионов. Использовали для анализа только данные, официально зарегистрированные отделом

транспортной полиции. Коэффициент корреляции между

возмущенпостью ГМП и дорожными происшествиями со­ ставил 7'=+0,742 при уровне значимости 0,05. Высокая достоверность выявленной связи подтверждается тем фак­ том, что χ2, рассчитанный для 5%-ного уровня значимости при одной степени свободы (3,8), был намного превышен

иравнялся 248. Обнаружилось, что 83% магнитоспокой­ ных дней (сумма К-индекса ≤15) свободны от дорожных происшествий, в то время как в 81 % сильно возмущенных

дней (сумма К-индекса ≥25) происходят транспортные

аварии и катастрофы.

Следует отметить, что такой результат не был случай­ ным, ибо статистический анализ, примененный по отно­ шению к любому другому климатическому фактору — тем­ пературе, влажности, скорости ветра, давлению, осадкам

ит. д., не дает столь высокой коррелятивной связи между этими факторами и исследованными явлениями. Аналогич­ ные выводы сделаны в отношении течения сердечно-сосу­ дистых заболеваний, а также изменений ритма сердца

[124, 142, 143, 148, 255]. Подобные статистические иссле­

дования выполнялись неоднократно. В частности, на огромном материале показана корреляционная связь меж­ ду геомагнитной активностью и эпидемическими процес­

сами [355] (рис. 12).

Следует отметить, что долгое время не было удовлетво­ рительного представления о том, какие именно звенья в цепи ГМП — живой организм «отвечают» за эту связь. Поэтому правомерной была точка зрения о том, что ГМП оказывает влияние не прямое, а опосредованное через

62

биоэлектрическую активность, вследствие возникновения индуктивных токов в организме под влиянием ГМП [29].

Однако, используя специальную методику, магнито­ биологи обнаружили собственное магнитное поле живых организмов [164, 267, 308, 431], а также излучение живыми организмами электромагнитных колебаний в диапазоне низких частот [70, 71, 115, 271].

Ход индекса ∑∕<p (5) и летальности (4) при устра­ нении колебаний с периодом менее 5 лет и более И лет. Кривые 3 и 4 получены вычитанием 11-лет- ііих скользящих средних [355].

Эти факты открывают пути для более глубокого и ши­

рокого изучения действия естественных магнитных и элек­ тромагнитных полей на живые организмы и в этом иссле­ дователям помогают некоторые специфические методы.

Метод наложенных эпох особенно широко использует­ ся в геомагнитобиологии и геофизике, поскольку он также

дает возможность оценить зависимость какого-либо про­ цесса от изменений ГМП [185, 227, 450 и др.].

63

геомагнитный день, появление максимума короткопериод-

ных колебаний геомагнитного поля и т. д.) считают нуле­ вым (реперным). Затем для реперного дня, предшествую­ щих ему ( — 1, —2, — 3 и т. д.) и последующих дней ( + 1, + 2, +3 и т. д.) подсчитывают биологические или меди­ цинские показатели. Изменения, не связанные с геомаг­ нитным возмущением, будут распределены случайно, а при наличии связи показатели будут значительно уве­ личиваться в нулевой день или группироваться около других дней до или после геомагнитного события.

C помощью этого метода многие исследователи показа­ ли тесную связь между геомагнитным возмущением и проявлением его биологического воздействия. В гелио­ биологии и геомагнитобиологии широко известен и другой метод обработки данных: по солнечному календарю.

Метод 27-дневных солнечных календарей для обработ­

ки экспериментальных данных известен давно. Для этого составляют таблицу с 27—28 графами, соответствующими

дням вращения Солнца начиная от нулевой гелиографиче­

ской долготы. Одновременно за эти же дни солнечного ка­ лендаря (кэррингтоновские даты — см. приложение) учи­ тывают биологические и медицинские показатели. В том случае, если эти показатели как-то зависят от геомагнит­ ного возмущения, они повторяются с 27-дневной периодич­ ностью, соответствуя 27-дневной повторяемости геомагнит­ ных бурь. Повторяемость возмущений ГМП связана с 11-летним циклом солнечной активности и обычно наи­ большая в годы спада и минимума ее [18].

Различные авторы именно с этим связывают увеличе­ ние числа случаев различных заболеваний в некоторые годы спада солнечной активности. Этим методом было обнаружено, что 27-дневную повторяемость имеют неко­ торые нервно-психические [560] и соматические заболева­

Обычный способ построения 27-дневных солнечных календарей был модифицирован путем введения относи­ тельных чисел (от 1 до 27) вместо абсолютных значений или аномалий исследуемой величины [41]. Это позволило при исследовании цикличности устранять влияние много­

летних колебаний и годового хода процесса, легко сопо­ ставлять ход различных гелиогеофизических и медико­

64