Влияние магнитных полей на растительный и животный мир

Не вызывает сомнения факт влияния апериодических возмущений магнитного поля Земли на растительные организмы. Возможность влияния флюктуаций ГМП на жизнедеятельность бактерий впервые была показана А.Л. Чижевским (1931). В дальнейшем эти данные были подтверждены многочисленными исследователями, изучавшими изменения различных свойств бактерий.

Обнаружена зависимость скорости роста, размножения, энергетического обмена и других свойств у низших грибов и высших растений от уровня геомагнитной активности.

Нарушение циркадных ритмов под влиянием геомагнитных возмущений наблюдали у медоносной пчелы. Во время геомагнитных бурь пчелы не возвращаются к источнику питания вовремя. Вместе с этим нарушается восприятие времени и у тренированных фуражиров.

В мире животных также отчетливо проявляется влияние флуктуаций ГМП. Известно, что с такими флуктуациями хорошо коррелируют изменения двигательной активности животных, нарушения ориентировки в пространстве и времени, интенсивность размножения. Так, исследования по изучению нейронной активности моторной коры кошек в дни с различным уровнем геомагнитной возмущенности демонстрируют усиление тормозного процесса, что может быть связано с увеличением активности тормозных структур мозга. Результаты анализа ранней вызванной биоэлектрической активности височной коры и хвостатого ядра на звук, полученные нами в экспериментах на бодрствующих кошках во время геомагнитных возмущений, демонстрируют рост амплитуды и проявляемости каудатных вызванных потенциалов. Увеличение объема реагирующих нейронных пулов одной из тормозных подкорковых структур головного мозга - хвостатого ядра сопровождалось снижением корреляционных отношений между амплитудами соответствующих компонентов кортикальных и каудатных вызванных потенциалов, что демонстрирует нарушение стриокортикальных механизмов обработки звуковой информации. Следствием активации тормозных структур являются снижение выполнения животными условнорефлекторной реакции и увеличение времени рефлекса.

Аналогичные результаты были получены при изучении биологического действия искусственных магнитных полей как на нейрональную активность, так и на условнорефлекторную деятельность.

В лаборатории Ю.А. Холодова (1979) определяли параметры вызванных потенциалов у кроликов на вспышку света длительностью 0,6 мс разной интенсивности до и после воздействия магнитного поля. Всего было предъявлено по десять 5-минутных воздействий импульсного магнитного поля (ИМП) 2,5 и 9 Гц, 19 воздействий ПеМП 50 Гц и 16 воздействий ПМП. Оказалось, что характер изменений вызванных потенциалов зрительной коры после воздействия ИМП, ПМП и ПеМП был аналогичен. Латентный период вызванных потенциалов не менялся. Амплитуда и длительность компонентов первичного вызванного потенциала, положительная фаза, отрицательная фаза и следующая положительная фаза хотя и варьировали, но не испытывали однонаправленных изменений. Обнаружено, что наиболее лабильным показателем вызванного потенциала является медленная отрицательная волна. После воздействия магнитных полей эта волна имела тенденцию к увеличению и по длительности, и по амплитуде. Увеличение медленной отрицательной волны коррелирует с возникновением тормозных постсинаптических потенциалов в корковых нейронах, т.е. с преобладанием процесса торможения в ЦНС. Использование тестирующих световых и звуковых раздражителей и анализ реакции коры показал более выраженное тормозное корригирующее действие ПМП по сравнению с пусковым.

При сравнении электрических реакций мозга и отдельных нейронов на ПМП обнаружено, что в обоих случаях реакция отличается большим латентным периодом и длительным последействием. Изменения электрической активности мозга оказались более отчетливы, чем изменения импульсной активности нейронов. Эти факты позволили исследователям предположить, что в электрических реакциях мозга на ПМП принимают участие не только тела нейронов, но и другие образования мозговой ткани - дендриты, глия или кровеносные сосуды.

Действие ПеМП способно изменить характер зависимости метаболических процессов в коре больших полушарий и гипоталамусе от типологических особенностей поведения животных. Так, полученные исследователями данные характеризуются снижением величин корреляции метаболических показателей (продуктов перекисного окисления и суммарных тиоловых групп, активность сукцинат-дегидрогеназы, NADH-дегидрогеназ, моноаминооксидазы) с уровнем двигательной активности крыс в открытом поле. Оказалось, что у крыс со средней и высокой двигательной активностью изменения метаболических показателей наиболее выражены в коре больших полушарий, тогда как у животных с низкой двигательной активностью - гипоталамусе. Причем, правое полушарие характеризовалось более глубокими метаболическими перестройками.

В экспериментальной практике ориентировочный рефлекс применяют в качестве теста на краткосрочную память. Известно, что в основе механизма краткосрочной памяти лежит реверберация импульсов по замкнутым нейронным цепям. Очевидно, при действии ПеМП происходит рассогласование порядка включения структур (коры больших полушарий головного мозга, гипоталамуса, хвостатого ядра, таламических ядер и др.), обеспечивающих реализацию данного поведенческого акта. В результате нарушаются механизмы обратной афферентации и, как следствие, животные не могут правильно оценить конечный результат совершаемого поведенческого акта. Во время действия поля при реализации ориентировочного рефлекса страдают в первую очередь обстановочная афферентация и аппараты памяти.

В день развития магнитной бури отмечено уплотнение лизосомальных мембран клеток печени кроликов, что свидетельствует об уменьшении их участия в процессах внутриклеточной регенерации в печени и в организме в целом. Стабилизация лизосомальных мембран препятствует действию лизосомальных гидролаз, одними из функций которых являются инициация выхода митохондриальной ДНК и репродукция митохондрий. В фазе окончания бури наблюдалось увеличение числа первичных и вторичных лизосом, происходила лабилизация лизосомальных мембран.

К вопросу об экстраполяции результатов опытов над животными на человека нужно подходить крайне осторожно. Известно, что для каждого организма существует набор частот, присущих колебаниям параметров внешней среды, на которые он реагирует наиболее остро. Проведенные О.В. Хабаровой вычисление и анализ резонансных частот для органов и систем обнаруживает их хорошее совпадение с экспериментально выявленными частотами наибольшего отклика организма на внешнее воздействие. Например, биоэффективность для человека частот 0,05 - 0,06, 0,1 - 0,3, 80 и 300 Гц объясняется резонансом кровеносной системы, а частот 0,02 - 0,2, 1 - 1,6, 20 Гц - резонансом сердца. Наборы биологически активных частот не совпадают у различных животных. Например, резонансные частоты сердца для человека дают 20 Гц, для лошади - 10 Гц, а для кролика и крыс - 45 Гц.

Таким образом, представленные экспериментальные данные на животных показали однонаправленность морфофункциональных изменений как при возмущениях ГМП Земли, так и при действии искусственных магнитных полей различной интенсивности.