Дельфис

С давних пор астрологи пытались объяснить космическим воздействием различные события в судьбах людей и государств. Многочисленные свидетели самых разных эпох — летописцы, учёные и простые обыватели — описывали множество необычных космических явлений, иногда проводя параллели с различными событиями, происходившими на Земле. Начиная с ХХ века, учёные пытаются установить причинно-следственные связи между космическими факторами и земной жизнью. Наш соотечественник, А.Л.Чижевский, названный Всемирным съездом биофизиков«Леонардо да Винчи ХХ века», одним из первых обратил внимание на то, что «солнце деятельность» влияет на земную биоту. Им былао бнаружена «удивительно высокая чувствительность живых организмов к низким, порой ничтожно малым изменениям интенсивности солнечного излучения». Рассматривая вопрос влияния на организм гелиофизических факторов, радиобиолог, член-корреспондент АНСССР А.М.Кузин писал, что «эволюция жизни на нашей планете выявила способность живых организмов использовать для своего процветания ультрамалые дозы многих физических и химических факторов, вредных и ядовитых в больших количествах (радиацию, атмосферное давление и т. д.). Поскольку жизнь на Земле зародилась и развивалась в условиях различных космических циклов, последние вызвали адаптивные биологические ритмы у земных организмов, что отмечали В.И.Вернадский, В.В.Ковальский и другие отечественные учёные.

Чтобы понять взаимосвязь космических и биологических ритмов, необходимо рассматривать их в единстве на всех уровнях организации жизни — от молекулярного до популяционно-видового. Литература по этому вопросу обширна. Однако задачей нашей работы является не составление литературной сводки, а представление полученных авторами экспериментальных результатов по влиянию космофизических и геофизических процессов в окружающем пространстве на водные организмы и их среду обитания.

Объектами исследования послужили две группы водных организмов, находящихся на разных ступенях эволюции: одноклеточные инфузории и рыбы. Эксперименты проводились с 9 до 21 часа. Для характеристики изменений в поведении животных в качестве количественного показателя была взята спонтанная двигательная активность (СДА), выраженная в относительных единицах. О репрезентативности применяемого критерия свидетельствуют его колебания от 14 до 16 единиц, полученные для контрольных одноклеточных в течение 18 лет наблюдений. Незначительные изменения СДА при магнитных бурях проявляются лишь в тенденции его уменьшения, однако эти сдвиги не выходят за установленные лимиты контрольных величин.

Для выявления действия неионизированного электромагнитного излучения (ЭМИ) на состояние воды (в свою очередь влияющего наводные организмы) жидкость подвергали воздействию более сильных, нежели природные, техногенных электромагнитных излучений откомпьютера и мобильного телефона при щадящих параметрах: вода располагалась в течение15 минут на расстоянии 20 см от источника. При этих условиях ЭМИ меняло свойства опытной воды, и инфузории, будучи помещёнными в неё, увеличивали на треть свою СДА, а также изменялось их поведение. Все выявленные особенности поведения (по сравнению с таковым у контрольных особей) свидетельствуют о значительном неблагоприятном воздействии ЭМИ на воду.

Следует отметить, что во второй серии экспериментов ЭМИ воздействовали на воду, в которой уже находились спиростомы — донервные одноклеточные организмы. У последних также наблюдались изменения характеристик, но отличающиеся от описанных выше. Мы полагаем, что в наших экспериментах установлен раздельный эффект от ЭМИ на свойства воды и на живой организм. В природе же мы наблюдаем соединение этих воздействий, как и в нашем втором эксперименте. Суточного колебания СДА у спиростом выявлено не было, номы склонны объяснить это явление коротким жизненным циклом инфузории, соизмеримым с двухсуточным земным циклом (~48–56 час.).

Была предпринята попытка выявить возможное воздействие лунного цикла. Поскольку изменения СДА у контрольных спиростом в разные фазы этого цикла замечены не были, целесообразным оказалось суммарное изучение двух слабых факторов, один из которых— фазы лунного цикла. Такая постановка эксперимента позволяет обнаружить наличие воздействия и усилить эффект. Совместное действие слабых раздражителей проявляется и в том случае, когда один из них не вызывает заметного эффекта. Помещение спиростом в полый октаэдр (ограниченный лишь проволочными гранями диаметром 5 мм) при различных фазах лунного цикла выявили указанные в таблице изменения СДА.

Не обсуждая в данном сообщении сущности воздействия вспомогательного фактора (октаэдра) на спиростом важно отметить, что он не относится ни к сильным химическим или физическим, ни к повреждающим факторам. Кроме того, найденная поведенческая реакция спиростом на это воздействие значимо и достоверно различается для разных фаз лунного цикла. Изменения СДА в полнолуние значимо отличается по величине и направленности от такового в новолуние (176 % и 75 % от контроля, соответственно). Таким образом, изменения воды подвлиянием природных циклов и техногенного ЭМИ (более интенсивного, чем природное,однако, также постоянно окружающего биоту) воспринимаются донервными одноклеточными организмами и оказывают заметное воздействие на их жизнедеятельность. Результаты проведённых исследований дополняют более ранний вывод о том, что одноклеточные организмы являются хорошими индикаторами тонких изменений в окружающей среде.

Ранее мы показали, что обменные процессы у рыб чутко «подстраиваются» под изменения в окружающей среде. Нарушения в обмене веществ, вызванные влиянием различных факторов, отражаются в сдвигах биохимических параметров в специфической биологической жидкости — их наружной слизи. Чувствительным биохимическим показателем физиологического состояния рыб являются концентрации ионов натрия и калия в слизи, а особенно— их соотношение. Последнее служит однимиз критериев уровня возбудимости организма.

В продолжительном эксперименте у интактных (не подвергшихся никакому воздействию) рыб показан суточный ритмический характер изменений биохимических параметров. Обнаруженные колебания их значений достоверно коррелируют с интенсивностью гелиофизических факторов. Имеется корреляция концентрации общего белка и гемоглобина в наружной слизи с величиной магнитной возмущённости (Ак) и интенсивностью солнечных пятен, оценённых в числах Вольфа(W), а также интенсивностью общего потока радиоизлучений (F). Корреляция отмечена с факторами, измеряемыми за один день, предшествующий биохимическому анализу, и с гелиофизическими факторами, измеряемыми вдень эксперимента. Кроме того, получены свидетельства корреляции сдвигов других биохимических параметров (кетонов) с величиной гелиофизических характеристик, измеряемых на следующий день после биохимического эксперимента. Отмечена синхронность возникающих экстремумов для изучаемых параметров, несмотря на проявляющуюся порой их разнонаправленность. Поскольку известно, что реакция организмов на изменения окружающей среды формируется на различных уровнях организации, действующую корреляцию можно рассматривать как некое «предчувствие» или«последействие» на биохимическом уровне при вариациях интенсивности гелиофизических факторов.

Характер ритмов и корреляционных зависимостей у интактных карпов, по нашему мнению, может служить одним из показателей нормального физиологического статуса. Под влиянием экологических факторов(изоляции, голода и других) происходит десинхронизация ритмов у интактных рыб (амплитуды, частоты и периода обнаруженных колебаний). Возможно, что характер этой десинхронизации может служить одним из критериев сдвигов физиологического статуса, то есть гомеостаза, у рыб. Ведь даже при лабораторном содержании (комфортное питание и температура, освещение, доля кислорода) проявляются эндогенные сезонные ритмы качественного и количественного состава белковых фракций, процентного содержания белка в них, количества и соотношения минорных и мажорных компонентов, а также процентного соотношения белков с различными физико-химическими свойствами. В разные сезоны года в слизи рыб нами наблюдалась различная концентрация натрия и калия: увеличение соотношения этих электролитов повышается у рыб осенью по сравнению с весной в 2,5 раза. Последнее свидетельствует и о различной сезонной реактивности некоторых пресноводных рыб на биогенные раздражители. Сложное комбинирование внешних гелиофизических воздействий с адаптивным течением физиологических процессов, вероятно, проявляется как форма ритмической изменчивости биохимических параметров у животных, отражая пределы нормальной регуляции физиологических процессов. Поэтому воздействие гелиофизических факторов на физиологический статус следует учитывать при проведении длительных экспериментов.

Подобные исследования позволяют понять действие различных факторов окружающей среды и, моделируя её, прогнозировать коррекцию физиологического статуса. Величина влияния природных факторов — химических, физических, гелиофизических и экологических — часто мала, но воздействия на организм суммируются и приводят к повреждающему эффекту. Последнее может сказаться в изменениях обмена веществ. Можно думать, что у простейших организмов на ранних стадиях эволюции имеет место корреляция колебаний изучаемых биологических параметров с величиной гелиофизических факторов. Способность реагировать на такие колебания сохранилась и у высокоорганизованных животных, а это необходимо учитывать при изучении экосистем.

Допустимо предположить, что выявленные сдвиги физиологического статуса у изучаемых водных животных определяются воздействием на них самой воды, изменённой под влиянием этих факторов. Природные воды служат интегрированной внешней средой, поскольку в них отражаются не только состав воздуха и почвы, но и структурные особенности, вызванные влиянием космических факторов. Моделирование ситуации в гидросфере при изменении двух и более факторов позволит прогнозировать их повреждающее воздействие и найти общие закономерности. Ведь водная среда подвергается напрямую действию гелиофизических факторов.

Наши ранние исследования показали, что вода обладает необыкновенной чувствительностью к малейшим, едва заметным проявлениям солнечной активности. Может изменяться собственно структура воды, что оказывает непосредственное воздействие на физиологические процессы в живых организмах. В настоящей работе влияние внешних факторов на воду оценивалось по оригинальной методике авторов. Интегральной количественной характеристикой воды является величина окислительной способности, обуславливаемая активностью электронов в молекулах воды. Критерием изменений служила величина электрического тока, протекающего в двухэлектродных ячейках, в которых использовались электроды из инертных материалов — нержавеющей стали и платины. В основе процессов, приводящих к изменению токов в ячейках, лежат эффекты образования и перестройки двойных электродных слоёв на границах металлической поверхности и воды. Сдвиги электрических потенциалов отражают изменение энергетического состояния молекул воды, вызванного электромагнитным фоном всего окружения.

При непрерывном круглосуточном мониторинге токов в воде были выявлены их суточные и сезонные вариации, что сказалось в различии величины и формы временнóй зависимости токов как в дневной, так и в ночной период суток. Вариации величины токов замечены также при различной длительности дневных фаз и во время прохождения экстремальных точек положения Солнца и Луны на небосклоне. Аналогичная суточная динамика была обнаружена нами и в других географических точках, кроме Москвы: в Крыму (на территории Крымской астрофизической обсерватории) и на Северном Кавказе (в г. Пятигорске). Достоверные отличия свойств воды отчётливо проявились во время восхода, кульминации и захода Солнца. Последнее, на наш взгляд, вызвано приливно-отливными подвижками в земной коре. Обнаружены сезонные отличия в величинах экстремумов изучаемого показателя. В зимнее время максимальный экстремум наблюдался во время восхода Солнца, а другой — на закате был более слабым. В весенне-летнее время соотношение их величин оказывалось противоположным: один экстремум обычно был ниже другого в1,5–2 раза. В ячейках со стальными электродами показатель становился минимальным вовремя достижения Солнцем кульминации. Величины экстремумов и их соотношение зависели также от длительности пребывания Солнца на небосклоне. Необходимо отметить, что характер суточной динамики свойств воды претерпевал некоторые изменения за двухлетнее время наблюдений. Примером отклонений нормальной динамики свойств воды служат результаты, полученные во время солнечного затмения (см. рис.).

Возможной причиной обнаруженных флуктуаций были значительные гелиофизические изменения в окружающем пространстве. В момент максимального покрытия Луной солнечного диска наблюдались сбои обычного суточного хода кривой. Аномальные колебания наблюдались ещё двое суток. Проведение непрерывного круглосуточного мониторинга токов позволило найти целый ряд периодических колебаний свойств воды (со временем в 13,7 и 3, 1 сут.; 6,3 и 1,4 час.; 54,7и 45 мин., а также более короткие периоды, равные 18,8 и 2 мин.). С меньшей достоверностью фиксируются флуктуации токов и с периодом примерно 20с.

^{Динамика электрических токов в двухэлектродной ячейке во время (отмечено стрелкой) и сразу после солнечного затмения в Москве 29 марта 2006 года в 15:06}

Интегральной количественной характеристикой реакций, регистрируемых нами, является величина окислительной активности, определяемая активностью электронов в воде. По нашим представлениям, выявленные суточные колебания токов могут быть обусловлены вариациями энергии электромагнитного поля и, вероятно, прозрачности земной ионосферы. Возможная причина обнаруженных изменений токов, не исключено, лежит в изменении электронной плотности в ионосфере, вызванном уменьшением потока ультрафиолетового излучения в ночные часы или во время солнечного затмения. Это закономерно приводит к снижению интенсивности приповерхностного электромагнитного фона. Известно, что в высокий уровень электромагнитного излучения вносят вклад современные техногенные источники, в частности, круглосуточная сотовая связь. Рискнём высказать предположение о причинах возникновения в ранние утренние часы колебательных процессов с короткими периодами 8,18 мин: их образование имеет туже природу, что и для магнитных микропульсаций, образующихся из-за взаимодействия магнитного поля солнечного ветра с магнитосферой Земли.

Итак, полученные результаты, на наш взгляд, свидетельствуют о важной роли водной среды при воздействии природных факторов. А эффект гелио- и геофизических факторов в отношении водных организмов осуществляется через воздействия на внешнюю и внутреннюю водную среду. Экспериментально обнаруженные нами сезонные, суточные и более короткопериодные вариации электрических токов в водной среде позволяют подойти к пониманию сути влияния космофизических и геофизических факторов на биосферу. Мы не касаемся вопросов, связанных с механизмом изменений поведенческих и биохимических реакций живых организмов в связи с сильными вариациями гелиофизических факторов, так как не исследовали их. Вместе с тем, выявленная синхронизация ритмов может явиться отражением нормального физиологического состояния водного организма. Сильные же нарушения способны сказываться на изменении амплитуды ритмов биохимических параметров и на их десинхронизации. Изучение биохимической природы адаптаций на воздействие гелио- и геофизических факторов, а также выявление механизма реакций и причинной связи между ними и космическими факторами, представляется перспективным направлением, поскольку «в системе среда–организм у последнего устанавливаются по отношению к факторам среды глубокие метаболические связи» (В.И.Вернадский).