Влияние магнитного поля на растительный и животный мир

Рассмотрим некоторые факты влияния магнитного поля на различные функции растений и животных в зависимости от их ориентации в магнитном поле.

Проводились эксперименты с семенами кукурузы и пшеницы. Семена смачивались и укладывались проростками вдоль линий геомагнитного поля. Те семена, которые были ориентированы к югу, взошли раньше других, их корни и стебли росли быстрее. В то же время, если пшеницу посеять рядами с запада на восток, то она дает лучший урожай, чем посеянная рядами с севера на юг (т. е. по магнитному меридиану).

Было отмечено, что в естественных условиях боковые корни, например у свеклы, располагались правильным однообразным способом по отношению к странам света, причем более частым являлось направление восток — запад. Если зародыш семени растения направлен в сторону южного геомагнитного полюса, то корни выросшего из него растения ориентируются   определенным   образом.   При изменении ориентации семени относительно направления на геомагнитный полюс изменяются темпы роста корней растения, а сами корни ориентируются по-иному. Это явление получило название магнитотропизма.

Если же заэкранировать растения от магнитного поля Земли, то это существенно скажется на их росте. У одних растений (огурцы, редис) рост ускоряется, а у других (ячмень, кукуруза) рост тормозится. После двухнедельного пребывания вне магнитного поля Земли семена многих растений образуют больше корней и ростовых почек. Если прорастающие семена хвойных пород заэкранировать от магнитного поля Земли, то удлинится период их пребывания в состоянии покоя, уменьшается всхожесть семян, поглощение кислорода и содержание сухого вещества в среднем на 30%.

У растений, которые длительное время находились в среде без магнитного поля, отмечаются многие нарушения. В немагнитной среде у проростков ячменя даже за короткое время нарушалась суточная ритмичность выделения органических веществ корнями по сравнению с такими же проростками, находящимися в геомагнитном поле.

Когда одуванчики помещали в соленоид, дающий магнитное поле напряженностью 280 гамм, у них соцветия открывались и закрывались с замедлением, а после длительного воздействия магнитным полем растения и вообще завядали и погибали. Слабые магнитные поля влияют на ростовые и формообразовательные процессы у растений.

В последние годы накоплено много бесспорных фактов, которые говорят о высокой чувствительности насекомых к магнитным полям. Очевидную восприимчивость к магнитному полю Земли продемонстрировали, например, термиты. Установлено, что в термитнике насекомые располагаются поперек магнитных силовых линий. Если насекомых заэкранировать от магнитного поля, то они тут же теряют свою способность ориентироваться в пространстве. В этих условиях (без магнитного поля) они расселяются произвольно.

Было показано, что в магнитном поле Земли ориентируются моллюски, черви и даже водоросли. Наблюдениями установлено, что как в начале, так и в конце полета жуки, пчелы и другие насекомые выбирают главным образом направление север — юг или запад — восток. Опыты показали, что насекомые изменяли выбор ориентированного положения в пространстве при изменении направления магнитного поля.

Компенсация геомагнитного поля не влияла на характер танца у пчел, в котором указывается направление на корм или к месту посадки у кормушки и т. д. Однако тщательно поставленные эксперименты показали, что в компенсированном магнитном поле увеличивалась точность указаний направления на корм при выполнении танца пчелами-сборщиками. Танцы выполняются пчелами в вертикальном направлении. Поэтому весьма возможно влияние геомагнитного поля на ориентацию в гравитационном поле и на механизм гравитации.

Если рыб поместить в новый водоем, то они предпочитают двигаться в направлении север — юг (чтобы осмотреться?). В тропиках водится хищная рыба гимнарх. Если ее поместить в аквариум, то она чутко реагирует на малейшие изменения напряженности магнитного поля.

Приведем еще некоторые факты. Когда в опытах на голову ящерицы действовали постоянным магнитом, то она приходила в состояние, подобное тому, которое возникает при общем наркозе.

Под действием магнитного поля низкой частоты у коров заметно улучшается жировой состав молока. Постоянное магнитное поле лечит и предупреждает мастит — воспаление вымени. Действие магнитным полем улучшает также картину крови.

Живые существа чувствуют не только направление магнитного поля, но и его величину. Уменьшение магнитного поля живые организмы переносят плохо. Напомним, что во время магнитных бурь, как было показано выше, происходит существенное уменьшение магнитного поля Земли. Так, если поместить некоторые бактерии в слабое магнитное поле, то их численность резко сокращается. Мыши при длительном пребывании в немагнитной среде быстрее умирают и не дают потомства. На этом последнем факте остановимся подробнее, поскольку опыты показывают, что длительное пребывание животных в условиях экранирования от магнитного поля приводит к необратимым изменениям в организме животных.

Были поставлены опыты с белыми мышами. Целью опытов было определить, как влияет на разные стороны жизни мышей отсутствие геомагнитного поля. Экранирование от геомагнитного поля производилось с помощью мю-металла. Из него были сделаны цилиндры с окнами; торцы цилиндров и окна были закрыты проволочной сеткой. Помещенные в эти цилиндры белые мыши находились в условиях без геомагнитного поля, т. е. в гипомагнитной среде. Контрольных мышей содержали точно в таких же цилиндрах, но изготовленных из алюминия, который не экранирует от магнитного поля. Абсолютно все условия, кроме присутствия и отсутствия геомагнитного поля, у обоих групп животных были одинаковые.

Что же показали эти опыты? В экранированных условиях, т. е. без геомагнитного поля, мыши выживали до 4 — 12 месяцев. В первом поколении самки, скрещенные с самцами той же группы, приносили нормальное потомство. Уже во втором поколении отмечались преждевременные выкидыши мышат и каннибализм. А к четвертому поколению воспроизводство мышей прекращалось.

Наблюдались и другие признаки ненормального развития животных в условиях без магнитного поля. Так, уже в раннем возрасте мыши становились вялыми и неактивными, они долго лежали на спине, и примерно у 14% из них наблюдалось облысение от головы до половины спины. Уже к шести месяцам большинство животных погибало.

Когда провели тщательный гистологический анализ органов мышей и их кожи, то в разных частях тела были обнаружены раковые образования. Сама кожа в облысевших местах была сильно изменена. Кроме того, было обнаружено опробкование волосяных фолликул.

Ядра печеночной ткани мышей, которые содержались без геомагнитного поля, изменялись. Почки их также были сильно изменены. Появились многокамерность и кисты. У тех подопытных мышей, которые умерли внезапно, мочевой пузырь оказался заполненным мочой и белым осадком. Он имел слизистую оболочку с полипами и перегородками.

Описанные выше и подобные другие опыты говорят о том, что если биологические объекты длительное время находятся без геомагнитного поля, у них происходит нарушение физиолого-биохимических свойств, морфологии и функционирования внутренних органов. У них наблюдается атипический рост клеток и тканей и наступает преждевременная смерть.

Установлено, что у микроорганизмов, которые находились в условиях без геомагнитного поля, появляются мутантные формы клеток.

Очень интересна роль геомагнитного поля в ориентации птиц. Этот вопрос изучался многими учеными. И хотя он окончательно не решен (не ясно, что играет решающую роль в ориентации птиц — Солнце, звезды или магнитное поле), но достоверно установлено, что геомагнитное поле играет очень важную роль в ориентации птиц.

Так, в одном из опытов у всех птиц на спинах были привязаны маленькие легкие пластинки. Одной группе птиц привязывали пластинки из латуни, которые не меняли магнитное поле, и эти птицы могли использовать его для ориентации, как и в отсутствие этих пластинок. Другой группе птиц привязали ферромагнитные пластинки, которые изменяли геомагнитное поле вокруг птицы. Что же показал опыт? Когда тех и других птиц выпустили за 50 км от дома, то домой прилетели только птицы с латунными пластинками. Этот опыт проводился в облачный день, когда Солнца не было видно.

Интересно, что когда этот опыт повторили в солнечный день, то домой вернулись обе группы птиц, включая и тех, которые были лишены возможности ориентироваться по магнитному полю.

Наблюдались случаи, когда вокруг действующих радиопередатчиков птицы летали в беспорядке, потеряв ориентацию в своем полете, поскольку радиоволны искажают геомагнитное поле. В периоды геомагнитных бурь часто отмечались случаи, когда перелетные птицы сбивались со своего обычного пути. Во время геомагнитных бурь меняется геомагнитное поле, что затрудняет ориентацию по нему птиц.

В других опытах не только компенсировали геомагнитное поле, но одновременно создавали новое магнитное поле той же величины, что и магнитное поле Земли. Новое магнитное поле было создано так, что его «северный» полюс был направлен на запад или в юго-восточном направлении. Сравнивали поведение птиц, находящихся в этом искусственном магнитном поле и на удалении 30 м от этого места, т. е. в условиях естественного геомагнитного поля.

Опыт показал, что контрольные птицы, находящиеся в естественном геомагнитном поле, летели в основном в северо-восточном направлении, как и следовало ожидать исходя из направления их обычных миграций в этот период. Другая группа птиц, которые находились в искусственном магнитном поле с «северным» полюсом, направленным на запад, направлялась в сторону этого «севера», т. е. на истинный запад.

Можно было ожидать, что чем сильнее магнитное поле, тем лучше его чувствуют животные (в данном случае птицы), тем оно эффективнее для их ориентации. Были поставлены опыты с птицами, в которых на них действовали магнитным полем от 0,14 Э до 3,46 Э. Напомним, что магнитное поле Земли равно около 0,5 Э. Изменялось также направление искусственного магнитного поля. Оказалось, что птицы лучше всего чувствуют и эффективно используют магнитное поле, величина которого равна магнитному полю Земли. Птицы плохо воспринимали магнитное поле как больше, так и меньше 0,5 Э, т. е. геомагнитного поля. В этих полях движения птиц были случайными и не имели определенного направления.

Забегая несколько вперед, отметим, что так же можно поставить вопрос и о восприятии магнитного поля человеком. Из дальнейшего рассмотрения мы увидим, что изменение магнитного поля во время геомагнитных бурь действует на человеческий организм, вызывая приступы глаукомы, инфаркты, инсульты и др. В то же время более сильные магнитные поля искусственного происхождения менее пагубно сказываются на состоянии здоровья человека. Видимо, здесь происходит то же, что и с восприятием птицами магнитного поля. Человеческий организм за длительное время эволюции «настроился» на это постоянно присутствующее геомагнитное поле и наиболее чутко реагирует на его изменения. Но вернемся к опытам с птицами.

Возникает главный вопрос: как птицы улавливают магнитное поле? Полагают, что главную роль тут играет кровеносная система организма. Кровь, как и вода, способна проводить электрический ток. Кровь является раствором хлористого натрия и других солей, в котором находятся красные кровяные тельца, содержащие железо, т. е. кровь является электролитом.

Если проводник двигать поперек магнитного поля, то в нем возникнет электродвижущая сила (если концы такого проводника замкнуть на электрическую лампочку, то она при движении проводника загорится). На этом принципе работают электростанции, превращая энергию механического движения в электрическую энергию. При этом важно, что если проводник движется строго поперек магнитного поля, то электродвижущая сила максимальна. По мере изменения направления она уменьшается, а при продольном движении эта электродвижущая сила не возникает.

Значит, по величине возникающего в птице (ее кровеносной системе) электрического тока, т. е. биотока, птица может определить направление своего движения относительно направления магнитного поля.

Проводились опыты и с рыбами в магнитном поле. В одном из них молодь европейского угря помещали в специальный лабиринт. Оказалось, что когда геомагнитное поле было компенсировано, то подопытные угри двигались во всех направлениях равновероятно. В другом случае создавалось искусственное магнитное поле различной величины от 0 до 0,5 Э. Геомагнитное поле при этом было компенсировано. В этом случае рыбы изменяли направление своего движения. Было установлено, что рыбы чувствуют магнитное поле очень малой величины (всего в несколько десятков гамм). Кроме того, европейские угри различают полярность искусственного магнитного поля, т. е. они знают, где находится магнитный север, а где юг. При этом рыбы могут двигаться строго вдоль силовой линии магнитного поля в направлении увеличения напряженности магнитного поля. Для этого достаточно, чтобы магнитное поле между двумя точками отличалось всего на 50 гамм.

Опыты, проводимые с нильской щукой, которая является слабоэлектрической рыбой, показали, что эта рыба обладает способностью отвечать характерной двигательной реакцией на магнитные поля напряженностью всего 0,01 Э. Такое поле создавали движущимся магнитом. Рыба гнатонемус при этом изменяет частоту импульсов, а рыба гимнотус изменяет свою ориентацию в зависимости от изменения слабого магнитного поля.

Опыты проводились с различными животными. Они показали, что любые организмы способны различать интенсивность магнитного поля и ощущать направление, по которому магнитные силовые линии проходят через их тело.

Свободно перемещающиеся парамеции, улитки, планарии изменяют направление ориентации, когда они движутся в искусственном магнитном поле величиной всего 0,1 Э. Но, как и в опытах с птицами, наиболее эффективными оказались искусственные магнитные поля такой же величины, как и магнитное поле Земли.

Магнитное поле в 10 раз меньше геомагнитного поля (т. е. 0,05 Э) способно изменить периодичность географической ориентации планарий. Если направление магнитного поля менялось на противоположное, то так же менялась и фаза месячного ритма географической ориентации планарий.

Из всего вышесказанного видно, что ориентация геомагнитного поля влияет на самые различные биохимические объекты от молекул биохимических и неорганических веществ до целых организмов.

Описывая короткопериодические колебания магнитного поля Земли (КПК), мы указывали, что они оказывают влияние на живые организмы. Опытами было показано, что выращивание бактерий типа сальмонелл, стафилококка и других в переменном магнитном поле, имитирующем диапазон КПК геомагнитного поля типа Pс1 (частота 0,6 Гц, величина поля 1 гамм), сопровождается заметным снижением скорости их размножения. В то же гремя в электромагнитных полях с частотой 0,1, 0,5 и 1 Гц при напряженности 0,3 — 0,4 В/м скорость размножения бактерий увеличивалась, возрастало число колоний.

Было выполнено большое число исследований по влиянию короткопериодических колебаний геомагнитного поля на млекопитающих. Наиболее обстоятельные опыты выполнены с магнитными и электромагнитными полями в частотном диапазоне КПК. Подопытных животных помещали между пластинами конденсатора размерами 1х1х1 м. К конденсатору подводили синусоидальное напряжение величиной 0,5 — 1,0 В с частотами 2 и 8 Гц. Экспозиция однократного воздействия составляла 3 ч и с суточным интервалом повторялась до 10 раз. У кроликов при одноразовом воздействии развивалось понижение частоты ритма сердечных сокращений. После 5 — 10-кратного воздействия даже появлялась желудочковая экстрасистолия. Кроме того, изменялось содержание форменных элементов крови, увеличивалось число лейкоцитов, изменялась концентрация гемоглобина и т. д.

Под действием магнитного поля напряженностью 0,1 Э (10.000 γ) на протяжении одного-полутора месяцев у кроликов отмечалось значительное увеличение свертывающей способности крови. Кроме того, имело место пониженное потребление пищи и усиленное потребление воды. Вес животных уменьшался, наблюдались случаи смерти. Тщательные эксперименты по исследованию действия слабых магнитных полей напряженностью менее 1 Э в частотном диапазоне геомагнитных пульсаций от 0,01 до 20 Гц, проведенные на белых крысах, свидетельствуют об определенных и весьма четких изменениях во многих системах организма белых крыс.

Проводились опыты, в которых создавали искусственно такое же магнитное поле, как во время геомагнитных бурь, т. е. частотные характеристики создаваемого магнитного поля были аналогичны таковым во время геомагнитных бурь. Таким магнитным полем действовали на живые организмы в течение 12 — 60 ч. Это время равно продолжительности геомагнитной бури. В этих опытах были отмечены различные реакции в организме животных. Так, в надпочечниках и задней доле гипофиза наблюдались реакции адаптивного характера в виде повышения активности и возврата к норме через двое с половиной суток. В печени, почках и в головном мозге наблюдались прогрессирующие изменения. Центральная нервная система животных также реагировала на воздействие низкочастотного электромагнитного поля.

В опытах имитировались колебания типа Pс1, о которых речь шла выше. Напомним, что они связаны с геомагнитными бурями. Несущая частота колебаний типа Pс1 в опытах была равна 3 Гц, а период модуляции 30 с, напряженность магнитного поля была 1 гамма. При воздействии этих колебаний на животных у них изменялось функциональное состояние нейронов коры больших полушарий головного мозга. При кратковременном воздействии (15 — 30 мин) наблюдалась перестройка коркового ритма в сторону его учащения до 8 — 10 Гц и увеличение амплитуды до 50 — 70 мкВ. Если воздействие продолжать 3 ч, то у кроликов патологические изменения сохраняются 1 — 2 суток в виде длительных нарушений основных параметров биопотенциалов. Эти изменения прослеживаются также в электрической активности головного мозга.

На основании многолетних непрерывных наблюдений было показано, что скорость коллоидно-химических реакций зависит от солнечной активности, от расположения относительно направления на геомагнитный полюс, а также от возмущенности геомагнитного поля. Под действием магнитного поля изменяются свойства воды, которая является основным компонентом этих реакций в живых и неживых системах.

Более того, было показано, что короткопериодические колебания магнитного поля влияют и на скорости коллоидных реакций.

Мы рассмотрели только незначительную часть фактов о влиянии магнитного поля на животных и растительный мир. Но и из них четко следует, что такое влияние несомненно и во многом является решающим.

(Мизун Ю. Г., Мизун П. Г. Космос и здоровье)