Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Влияние электромагнитных полей на растительные и животные организмы

ВАК РФ 03.02.08, Экология (по отраслям)

Автореферат диссертации по теме "Влияние электромагнитных полей на растительные и животные организмы"

На правах рукописи

005062265

ГОРДЕЕВА Мария Андреевна

ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ НА РАСТИТЕЛЬНЫЕ И ЖИВОТНЫЕ ОРГАНИЗМЫ

03.02.08 - экология (биология)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата биологических наук

г 1 июн 2013

Тюмень - 2013

005062265

Работа выполнена на кафедре общей биологии Государственного аграрного университета Северного Зауралья

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор,

Ильминских Николай Геннадьевич

Официальные оппоненты: Козлов Олег Владимирович,

доктор биологических наук, доцент, ведущий научный сотрудник лаборатории промысловых беспозвоночных Госрыбцентра

Золотов Геннадий Валентинович,

кандидат биологических наук, доцент кафедры биологии и методики ее преподавания Рязанского государственного университета

Ведущая организация: Курганская государственная

сельскохозяйственная академия им. Т.С. Мальцева

Защита диссертации состоится «27» июня 2013 г. в 14-00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.064.02 при Государственном аграрном университете Северного Зауралья по адресу: 625003, г. Тюмень, ул. Республики, 7 Тел./факс: (3452) 46-87-77; E-mail: dissTGSHA@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного аграрного университета Северного Зауралья

Автореферат разослан « 25 » мая 2013 года

Учёный секретарь диссертационного совета

Литвинснко Наталья Владимировна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Для биосферы Земли электромагнитный фон является источником получения информации и важным фактором изменчивости. В ходе эволюционного развития структурно-функциональная организация экосистем адаптировалась к естественному фону магнитного поля (МП). На современном этапе человек существенно трансформирует естественное геомагнитное поле, нередко резко повышая его напряженность и придавая ему новые параметры (Пресман, 1968; Кудряшов, 2008). Одним из основных источников изменения параметрой естественного магнитного поля являются электромагнитные поля линий электропередач (ЛЭП). Сеть ЛЭП неуклонно расширяется в связи с увеличением промышленного использования электроэнергии. Расширение сети ЛЭП сопряжено с их возрастающим многофакторным воздействием на естественные экосистемы. Следовательно, актуально изучение воздействия данного фактора на биологические системы на всех уровнях их организации.

Герпетобионты и гидробионты, как организмы, обитающие в двух специфических средах - наземной и водной, являются чуткими индикаторами изменения состояния окружающей среды. Эти экологические группы животных являются классическим объектом экологических исследований, и их индикаторная значимость несомненна, однако воздействие электромагнитных полей (ЭМП) на указанные группы изучено недостаточно.

Цель исследований, - изучение воздействия компонентов электромагнитного поля разной интенсивности на биосистемы различной организации. В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:

1. Исследовать фауну герпетобионтов на трассах ЛЭП, проанализировать зависимость структуры их сообществ от электромагнитных излучений разной интенсивности.

2. Исследовать воздействие ЭМП промышленных частот на различные группы живых организмов на цитологическом и организменном уровнях.

3. Изучить влияние МП слабых интенсивностей на культуры гидробион-

тов.

4. Проанализировать эффект воздействия ЭМП на живые организмы.

Научная новизна работы. Впервые изучены состав, структура и динамика сообществ герпетобионтов, обитающих на территориях, подверженных воздействию ЭМП разного напряжения.

Получены данные по влиянию ЭМП различной интенсивности на представителей нескольких экологических и систематических групп организмов,

1

как в полевых, так и в лабораторных условиях. Выявлено ингибирующее и стимулирующее влияние электромагнитного поля разной интенсивности на исследованные организмы.

Практическая значимость работы. Полученные данные по стимулирующему воздействию магнитных полей низкой интенсивности позволяют расширить возможности применения методов биотестирования на гидробионтах. Материалы могут быть реализованы при разработке проекта санитарно-защитных зон предприятий, при организации мониторинга окружающей среды. Результаты исследований представляют интерес для специалистов, работающих в области биологии, экологии, гигиены и здравоохранения, лесного и сельского хозяйства.

Положения, выносимые на защиту.

1. Электромагнитное поле ординирует пространственную структуру сообществ герпетобионтов, что связано не только с его ингибирующим, но и стимулирующим эффектом.

2. Слабые импульсные магнитные поля оказывают стимулирующее, но видоспецифичное воздействие на гидробионты.

Апробация работы. Основные результаты работы были представлены на XVI Всероссийской научно-практической конференции «Словцовские чтения» (Тюмень, 2004); Международном форуме по проблемам науки, техники и образования (Москва, 2004, 2005, 2006); Международной научно-практической конференции «Экология фундаментальная и прикладная: проблемы урбанизации» (Екатеринбург, 2005); VIII Всероссийской научно-практической конференции «Зыряновские чтения» (Курган, 2010); Всероссийской научно-практической конференции «Тобольск научный» (Тобольск, 2010); Международной научно-практической конференции «Перспективы инновационного развития АПК» (Тюмень, 2010); Региональной конференции молодых ученых «Научно-техническое творчество молодежи — агропромышленному комплексу Сибири и Урала» (Тюмень, 2010); Межрегиональном семинаре по вопросам ведения Красных книг субъектов Российской Федерации (Курган, 2010); Региональной научно-практической конференции «Менделеевские чтения» (Тобольск, 2010, 2011); Международной конференции «Окружающая среда и менеджмент природных ресурсов» (Тюмень, 2010, 2011, 2012); на заседании лаборатории наземных экосистем Тобольской комплексной научной биостанции РАН (Тобольск, 2012); на физическом семинаре ИМЕНИТ ТюмГУ (Тюмень, 2012); на заседаниях кафедры общей биологии ГАУ СЗ (Тюмень, 2010-2012).

Личный вклад соискателя. Материалом для диссертации послужили собственные полевые и лабораторные исследования.

Публикации. Автором опубликованы 24 научные работы, из них по теме диссертационного исследования - 20, в том числе 2 в изданиях, рецензируемых ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 198 страницах машинописного текста, иллюстрирована 24 таблицами и 66 рисунками, состоит из введения, 4 глав, выводов и 6 приложений. Список использованной литературы включает 253 источника, из них 50 на иностранных языках.

Благодарности. Автор выражает благодарность и признательность научному руководителю, д.б.н., профессору Н.Г. Ильминских за помощь в подготовке диссертации, д.б.н., профессору ТюмГУ С.Н. Гашеву за ценные консультации, к.ф.-м.н., доценту ТюмГУ В.М. Флягину за помощь в оценке физических параметров ЛЭП; к.б.н., с.н.с. ИПОС СО РАН М.Н. Казанцевой и зав. оранжереей ТюмГУ И.В. Кузьмину за помощь в геоботанических описаниях исследованных просек ЛЭП, В.А. Столбову и С.Д. Шейкину (ТюмГУ) за помощь в таксономической идентификации ряда групп герпетобионтов; коллективу филиала «Аэронавигация севера Сибири» ФГУП «Госкорпорация по ОрВД» за всестороннюю помощь и поддержку.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 1 Обзор литературы

В главе представлен обзор важнейших публикаций по проблеме воздействия ЭМП па различные компоненты экосистем. Рассматриваются естественное магнитное поле Земли и искусственные ЭМП разных частот и интенсивно-стей во всем спектре их воздействия на живые системы различной иерархии.

Во второй части главы рассмотрены особенности герпетобионтов и гид-робионтов как индикаторов состояния экосистем, и приведены результаты воздействия ЭМП на эти группы организмов.

2 Материал и методы исследования

Исследования герпетобионтов проводили в 2010-2011 годах на просеках

ЛЭП разного напряжения (220 кВ, 10 кВ, 0,4 кВ). Всего было отработано в 2010

году 2700 ловушко-суток (л/с), собрано 775 экземпляров герпетобионтов. В

2011 году было отработано 9360 л/с, отобрано 7962 представителя герпетобия.

Отлов герпетобионтов проводился методом почвенных ловушек Барбера

3

(Barber, 1931). На каждой трассе ЛЭП было выделено 5 зон, ловушки устанавливались по градиенту снижения интенсивности ЭМП в направлении от центрального токонесущего провода в сторону границы санитарно-защитной зоны с шагом в 2,5 метра (ЛЭП 10 кВ и 0,4 кВ) и 5 метров (ЛЭП 220 кВ) с 3-х кратной повторностью.

Характеристики ЭМП определялись при помощи измерителя магнитного поля ИМП-05 и измерителя электрического поля ИЭП-05. Измерялось электрическое напряжение (В/м), магнитная индукция (нТл). Наведенные почвенные токи определялись вольтметром. Измерение параметров ЭМП проводилось по стандартным методикам (Szuba, 2009).

Исследовали простые крахмальные зерна картофеля по стандартной методике йодным методом (Хржановский, 1989). Пыльцу сосны отбирали на границе санитарно-защитной зоны, фертильность определяли йодным методом (Паушева, 1988).

В лабораторных условиях исследовали воздействие ЭМП на культуре кубинских тараканов (Blaberusm craniifer). В качестве источника ЭМП использовался генератор промышленных частот «Вега-5М» (пр-во СССР). Облучение проводилось ежедневно с экспозицией 2 часа в течение 4 месяцев.

Лабораторные исследования по воздействию слабых импульсных магнитных полей (СИМП) проводились на трех видах гидробионтов. В 2005 г. было отработано 13 серий эксперимента по воздействию СИМП на ветвистоусого рачка Ceriodaphnia affinis. Оценивалась плодовитость и выживаемость самок. Облучение проводили однократно, с экспозицией 90 мин. В 2006 г. поставлены эксперименты с моллюсками: обыкновенным прудовиком (Lymnaea stagnalis) и роговой катушкой (Planorbis corneus rubrum). Изменение состояния брюхоногих моллюсков оценивали по выживаемости, изменению массы и размеров тела, показателям потенциальной и реальной плодовитости. Экспозиция эксперимента составляла 30 (прудовик) и 60 суток (катушка). За трое суток до начала эксперимента опытные партии моллюсков однократно обрабатывали магнитными излучениями. В качестве генератора магнитных полей использовали прибор «Т-101» (Патент № 2155081) (Солодилов, 2000), генерирующий импульсные магнитные поля, не превышающие по напряженности 2*10"5 А/м.

Статистическая обработка полученных результатов осуществлялась при

помощи пакета статистических программ Statistica 8.0. Вычисляли основные

статистические показатели, t-критерий Стьюдента, непараметрический крите-

4

рий Краскела-Валлиса и медианный критерий, проводили однофакторный и двухфакторный дисперсионный анализ.

3 Влияние ЭМП промышленной частоты на состав, структуру и динамику численности и биомассы гернетобионтов и других организмов просек ЛЭП

3.1 Физико-географическое описание района исследований. Район исследований расположен в Нижнетавдинском районе Тюменской области, в окрестностях деревень Московка и Аракчина, в 36 км к северу от г. Тюмень, на юге Западной Сибири.

3.2 Состав и структура растительности изученных биотопов. Исследованные трассы ЛЭП располагаются в пределах территории с луговым типом растительности вторичного происхождения, сформировавшимся после вырубки леса. Все просеки испытывают на себе умеренное антропогенное воздействие. На всех участках присутствуют виды рудеральной флоры.

3.3 Физические характеристики электромагнитного поля исследованных ЛЭП. Характеристики ЭМП существенно различались на разных трассах ЛЭП. Напряженность электрического поля снижались от первой зоны к пятой (табл. 1). Значения МП зависят от электрического, поэтому его показатели на исследованных просеках имели ту же тенденцию изменений, что и показатели электрического поля. Наведенные почвенные токи (разница потенциалов и средняя напряженность электрического поля) практически не различались в разных зонах на всех исследованных ЛЭП, следовательно, не могли оказывать дифференцирующего воздействия на населяющие их организмы герпетобия, и не использовались в дальнейшем анализе.

Известно, что средняя напряженность естественного электрического поля у поверхности Земли составляет 130 В/м (Пресман, 1968; Тверской, 1962). На ЛЭП 0,4 кВ соответствующие показатели не превышали естественный фон, что связано с наличием заземления у трансформаторной подстанции. При измерении напряженности электрического поля на расстоянии 20 метров от трассы ЛЭП 0,4 кВ, его значение соответствовало пятой зоне данной трассы (22,26 В/м). Таким образом, просека ЛЭП 0,4 кВ может являться условно контрольной, и распределение на ней герпетобионтов может использоваться для сравнения с другими просеками для изучения влияния ЭМП на организмы.

Таблица 1 — Основные характеристики ЭМП исследованных трасс ЛЭП

Зоны на профиле Напряженность электрического поля Е, В/м Магнитная индукция В, нТл Наведенные почвенные токи, В/м Средняя напряженность электрического поля, В/м Плотность потока энергии S, Вт/м2

220 кВ

1 1290 854,44 158,09 0,11 877

2 1180 566,11 169,25 0,11 531

3 970 324,44 154,14 0,10 250

4 730 187,78 132,98 0,09 109

5 510 123,89 177,06 0,12 50,3

10 кВ

1 507,72 305,00 144,43 0,09 123

2 254,61 214,5 158,82 0,10 43,4

3 115,50 157,5 160,67 0,10 14,5

4 55,61 107,5 145,85 0,10 4,76

5 35,67 76,67 158,89 0,10 2,17

0,4 кВ

1 61,34 166,67 154,77 0,10 8,13

2 38,00 136,67 161,97 0,10 4,13

3 41,34 120,00 160,07 0,10 3,95

4 33,67 73,34 152,30 0,10 1,96

5 22,34 50,00 158,22 0,10 0

3.4 Состав и структура фауны герпетобнонтов исследованных ЛЭП.

Всего в составе герпетобия были выявлены представители 3 отрядов паукообразных: пауки (Агапеае), акариформные клещи (Acariformes), сенокосцы (Opiliones), 7 отрядов насекомых: прямокрылые (Orthoptera), равнокрылые (Homoptera), клопы (Heteroptera), жесткокрылые (Coleóptera), перепончатокрылые (Hymenoptera), двукрылые (Díptera) и чешуекрылые (Lepidoptera).

Наибольшее участие в формировании герпетобия просек ЛЭП принимали пауки и жужелицы (сем. Carabidae), отмеченные во все сроки исследований и на всех трассах ЛЭП, где они неизменно входили в состав доминантов во всех выделенных зонах. Высокую долю от общей численности имели представители семейств пластинчатоусых (Scarabaeidae), мертвоедов (Silphidae), стафилинид (Staphylinidae) и муравьев (Formicidae).

Жужелицы и пауки являются основной группой герпетобия, и именно их развитие определяет его облик (Крыжановский, 1983; Марусик, Ковблюк, 2011). Остальные группы герпетобнонтов были многочисленны только в отдельные годы или на отдельных трассах ЛЭП. В почвенные ловушки регулярно попадались представители хортобионтов, среди которых особую роль играли саранчевые (Acrtididae), входившие в состав доминантов в 2011 году на всех трассах ЛЭП.

Среди жесткокрылых отмечено 2 редких вида - слизнеед ребристый Chlaeniuscostulatiis (Mötsch., 1859) (сем. Carabidae) и майка обыкновенная Meloeproscarabaeus (L.,1758) (сем. Meloidae), внесенных в «Красную книгу Тюменской области» под 4 категорией (Красная книга..., 2004).

Численность, биомасса и таксономическое разнообразие герпетобионтов различались в зависимости от года исследования и трассы ЛЭП. В 2010 году эти показатели были ниже, чем в 2011 году. Между трассами ЛЭП наблюдались различия, которые совпадали в разные годы. Наибольшая численность была на ЛЭП 10 кВ, наибольшее таксономическое разнообразие и биомасса - на ЛЭП 220 кВ. Таксономический состав герпетобия на разных трассах ЛЭП имел существенные различия. В 2010 г. состав доминантов был в целом сходен, на всех просеках преобладали жужелицы, мертвоеды, пластинчатоусые и муравьи. В 2011 г. таксономический состав был гораздо более разнообразным, доминировали прямокрылые, пауки, жужелицы.

В динамике общей численности герпетобионтов прослеживалась закономерность, общая для всех трасс ЛЭП за два года исследований (рис. 1): наибольшие показатели численности наблюдались в мае-июне, после чего наступал постепенный спад, наименьшие показатели отмечены в конце августа.

А В

Дат Дата

С О

Рис. 1 - Сезонная динамика общей численности (А) и биомассы (В) герпетобионтов, численности жужелиц (С) и кобылок (О) на трассе ЛЭП 220 кВ в 2011 г.

Динамика численности доминировавших групп - жужелиц и пауков совпадала с динамикой общей численности и определяла ее. В то же время сезонная динамика численности прямокрылых отличалась. В мае численность была низкой, наибольшие показатели приходились на конец июля - начало августа.

Благодаря высоким индивидуальным массам кобылки во многом определяли динамику биомассы, благодаря чему она сохранялась высокой на протяжении всего сезона, и в ней отмечались пики в середине и конце лета.

3.5 Распределение герпетобионтов на градиенте напряженности ЭМП Для исследования влияния ЭМП на распределение организмов герпето-бия на трассах ЛЭП наиболее информативны были следующие показатели: численность доминирующих групп герпетобионтов - пауков и жужелиц, а также общая численность и биомасса, которые и были подвергнуты анализу.

На разных трассах ЛЭП распределение герпетобионтов по пяти исследованным зонам (см. разд. 2) различалось (рис. 2).

Рис. 2 - Распределение общей численности герпетобионтов по зонам. А-ЛЭП 220 кВ в 2010 г.; В-ЛЭП 220 кВв2011 г.; С - ЛЭП 10 кВ в 2010 г.; О - ЛЭП ЮкВ в 2011 г.; Е-ЛЭП 0,4 кВ в 2010 г.; Р-ЛЭП 0,4 кВв2011 г.

На ЛЭП 220 кВ за два года в распределении герпетобионтов прослеживались общие черты: наибольшая численность герпетобионтов отмечена во второй зоне, где влияние электромагнитного фактора было высоким, но не таким интенсивным, как в первой зоне, в которой отмечены низкие показатели численности. В последующих зонах численность снижалась, что можно объяснить миграцией беспозвоночных в оптимальную зону. Различия между второй и остальными зонами были достоверны по нескольким методам статистического анализа ^-критерий Стыодепта, однофакторный дисперсионный анализ, критерий Краскелла-Валлиса, медианный критерий) при уровне значимости р<0,05. Данное распределение было характерно и для доминирующих групп герпето-бия - жужелиц и пауков, в то время как распределение общей биомассы не всегда отражало эту тенденцию.

На просеке ЛЭП 10 кВ распределение герпетобионтов было иным. Показатели общей численности и численности доминирующих групп практически не изменялись по зонам в течение двух лет исследований (рис. 2), статистически достоверных различий не было.

На контрольной просеке 0,4 кВ распределение герпетобионтов соответствовало распределению беспозвоночных просеки ЛЭП 10 кВ. Можно сделать вывод, что воздействие ЭМП на трассе ЛЭП 10 кВ не вызывало изменений в пространственной структуре герпетобионтов в отличие от трассы ЛЭП 220 кВ.

3.6 Влияние ЭМП на растения на клеточном уровне. Клубни картофеля сорта «Антонина» отбирались в 7 точках с шагом в 2 м от центрального токонесущего провода с удаленностью 12 метров, где воздействие ЭМП было ниже предельно допустимого уровня (контроль).

Воздействие ЭМП кратно уменьшало размер крахмальных зерен картофеля. В зоне прямого воздействия ЛЭП отмечено уменьшение размера крахмальных зерен до 10 мкм. При удалении от токонесущего провода уже на расстоянии 4 м размер крахмальных зерен составлял 40 мкм. С большим удалением размер не менялся, что подтверждает именно влияние ЛЭП (рис. 3).

А В

Рис. 3 - Размер крахмальных зерен под токонесущим проводом (А) и на удалении 12 метров от него (В). Увеличение 8x4.

Нормальные размеры крахмальных зерен у картофеля составляют 20-40 мкм, и показатели ниже этой величины указывают на замедленный синтез крахмала (Физиология..., 1998).

Фертильность пыльцы сосны обыкновенной на всех пробных площадях была низкой. Среднее количество фертильных зерен составляло 0,50-2,25%. В норме степень фертилыюсти пыльцы сосны составляет 64-72% (Валетова, 2008).

Следовательно, воздействие низких значений ЭМП, при которых не выявляются изменения в популяциях, достоверно проявляется на цитологическом уровне. При этом воздействие ЛЭП имеет негативный характер.

3.7 Влияние ЭМП промышленной частоты на гернетобнонтов в лабораторных условиях. Проведен лабораторный эксперимент с облучением кубинских тараканов ЭМП промышленных частот. В качестве источника ЭМП использовался генератор, показатели плотности потока энергии которого соответствовали 3 зоне ЛЭП 220 кВ, однако это достигалось благодаря высокой магнитной составляющей, которая была значительно выше, чем на исследованных ЛЭП. Электрическая же составляющая была гораздо ниже и соответствовала 2-3 зоне ЛЭП 10 кВ. Данный эксперимент позволял определить влияние именно магнитной составляющей на живые организмы. Несмотря на превышение численности рожденной молоди в опыте над контролем, в абсолютных значениях- почти в 2 раза, статистически достоверных различий не выявлено.

Следовательно, достоверного эффекта воздействия исследованного источника ЭМП на тараканов не было выявлено. Можно сделать вывод, что магнитное поле, создаваемое источниками ЭМП, играет меньшую роль в воздействии на живые организмы, нежели электрическое, что подтверждают и многочисленные литературные источники (Еськов, 1990; Пресман, 1968).

3.8 Заключение. Воздействие ЭМП проявлялось на разных уровнях организации живых систем: клеточном (пыльцевые зерна сосны и крахмальные зерна картофеля), организменном (тараканы) и уровне сообществ (герпетобион-ты).

Интенсивность ЭМП, при которой не наблюдалось различий в распределении герпетобионтов, воздействовала на растения на цитологическом уровне. Проявлялся ингибирующий эффект. Литературные данные подтверждают, что ЭМП промышленных частот оказывают сильное воздействие на организмы (Селюков, 2010), и несмотря на наличие стимулирующего эффекта для герпетобионтов в одной из зон общее воздействие было в целом негативным.

Лабораторные исследования над тараканами показали, что высокая интенсивность магнитного поля при низкой интенсивности электрического поля не вызывает достоверных изменений в плодовитости. Можно предположить, что основным составляющим компонентом ЭМП промышленных частот высокой интенсивности, воздействующим на организмы, является электрическое поле, менее характерное для естественной среды. Это не исключает роли магнитного поля.

Сообщалось, что реакция организмов на ЭМП сопряжена с включением внутренних компенсаторных механизмов, реагирующих на изменение гомео-стаза. При недостатке их резервов включается поведенческая адаптация, что выражается в миграции организмов из зоны действия электрического поля. При длительном или многократном воздействии ЭМП этот фактор приобретает значение сигнала, воспринимаемого неспецифическими рецепторами (Золотов, 2004). Можно предположить, что воздействие ЭМП ЛЭП 220 кВ играло информационную, сигнальную роль, вызывая миграцию герпетобионтов в более благоприятную зону с определенным значением электромагнитного фактора, что можно характеризовать как проявление гормезиса ЭМП.

Просека ЛЭП является приграничной зоной на разделе луг-лес, на которой повышается биоразнообразие и численность животных (Одум, 1975; Иль-минских, 1982, 1998). Таким образом, эффект от воздействия ЭМП ЛЭП определенной интенсивности превышает проявление экотонного эффекта.

Поскольку на ЛЭП 10 кВ распределение герпетобионтов соответствовало распределению беспозвоночных контрольной ЛЭП 0,4 кВ, можно сделать вывод, что генерируемая этой ЛЭП интенсивность ЭМП недостаточна для того, чтобы изменить распределение организмов данного экотона.

Из компонентов ЭМП ЛЭП только электрическое и магнитное поле варьировали по экологическим зонам, и их изменения могли влиять на поведение герпетобионтов. Это подтверждается многофакторным анализом, который показывает, что изменения численности герпетобионтов наиболее близки к изменениям электрического и магнитного поля, в то время как наведенные почвенные токи и средняя напряженность электрического поля в почве не оказывают влияния.

4 Воздействие МП иизкон интенсивности на гидробионты. Объектами лабораторных исследований по влиянию МП низкой интенсивности стали 2 вида брюхоногих моллюсков (Gastropoda) и ветвистоусый рачок Ceriodaphniaaffinis. Данные тест-объекты отвечают нормативным требованиям по проведению биотестирования состояния пресных вод как чуткие индикато-

ры (Жмур, 2001; Приказ Росрыболовства..., 2009). Малая продолжительность жизни, большая скорость развития и высокие требования к качеству окружающей среды у цериодафнии позволяют быстро оценить эффект даже незначительного воздействия электромагнитного поля. С другой стороны, большая продолжительность жизни и более низкие требования к качеству окружающей среды у использованных в качестве тест-объектов видов моллюсков позволяют выявить долговременные и глубокие изменения, вызванные МП.

4.1 Сепо(1ар11ша аИпш. При исследовании цериодафнии использовались такие показатели, как плодовитость и выживаемость рачков. Облучение опытных самок цериодафнии СИМП вызывало увеличение потомства, в сравнении с контролем во всех сериях экспериментов, в большинстве случаев эти различия были статистически достоверными (9 из 13 серий). Эффект от воздействия СИМП наступал в среднем на 4 день эксперимента, в основном наблюдалось два пика рождения потомства.

В большинство серий эксперимента выживаемость самок цериодафнии в опыте была выше, чем в контроле. Таким образом, эффект облучения исследуемых рачков СИМП проявлялся не только в большей плодовитости, но и в увеличении продолжительности жизни.

Серия 2

Сштег* effect: F(7, 321=8.2516. р=,00001

Серия 4

Ctrrent effect: F(7, 321=3.1460. р=,01206

Дата

Дата

• Опыт ^ Контроль

А В

Рис. 4 — Численность потомства (А) и выживаемость (В) самок Ссгюс1аркп'ш а[['т1я в первой части эксперимента.

4.2 Моллюски. Выживаемость опытных экземпляров катушки (Planorbis corneus rubrum) была ниже, чем контрольных, которые в ходе эксперимента не погибали. Различия не имели статистически достоверного характера.

В показателях потенциальной плодовитости отмечено несколько пиков, равномерно распределенных в течение всего времени эксперимента, которые

совпадали в опыте и контроле. Потенциальная плодовитость (количество отложенных яиц) в опыте преобладала над контролем, однако статистически достоверных различий не было выявлено. Реальная плодовитость была существенно ниже потенциальной, как в опыте, так и в контроле, рождаемость в контроле была ниже, чем в опыте, но различия также не были статистически достоверными.

Выживаемость прудовика (Ьутпаеа stagnalis) была низкой, как в опыте, так и в контроле, выживших было несколько больше в опыте. Потенциальная плодовитость контрольных экземпляров превышала плодовитость опытных, отличия были статистически достоверными. Пики плодовитости совпадали у контрольных и опытных экземпляров и приходились на первую половину эксперимента. Реальная плодовитость была ниже в контроле на статистически достоверном уровне. Из яиц контрольных экземпляров молодь практически не выходила. Опытные экземпляры отличались пониженной плодовитостью, в сравнении с контрольными, однако их молодь была более жизнеспособна.

В результате однократного облучения СИМП проявлялась видоспеци-фичность в реакции исследуемых организмов. У цериодафнии, проявляющей чуткую реакцию даже на незначительные изменения окружающей среды и обладающей коротким жизненным циклом, отмечено достоверное увеличение плодовитости опытных экземпляров, в сравнении с контрольными, а также большая выживаемость.

У моллюсков не выявлено достоверных различий в плодовитости, выживаемости и морфометрических показателях на протяжении длительного эксперимента, что говорит о низкой эффективности разового облучения СИМП.

4.3 Заключение. Исследования воздействия слабых импульсных магнитных полей на организмы дают противоречивые результаты. У организмов, обладающих быстрым циклом развития, выявлено стимулирующее влияние, у менее чувствительных длинно-цикловых видов четкого эффекта воздействия не наблюдалось. Таким образом, воздействие СИМП видоспецифично, и эффект его наиболее выражен в ближайшее время после облучения.

ВЫВОДЫ

1. Герпетобионты исследованных трасс ЛЭП отличаются высоким разнообразием и численностью: отмечены представители 10 отрядов и 32 семейств. Основу фауны герпетобия составляют представители жужелиц (19-36%) и пау-

13

ков (4-37%), а также высока численность случайно попадающих в ловушки хортобионтов (саранчовых - до 24% от общей численности).

2. В распределении герпетобия четко выражена сезонная динамика. Численность доминирующих групп максимальна в конце мая - начале июня (жужелиц - 120 экз./ЮО л/с, пауков - 84 экз./100 л/с) и снижается к концу лета (жужелиц - 2 экз./ЮО л/с, пауков - 10 экз./ЮО л/с).

3. Электромагнитное воздействие ЛЭП дифференцировано в зависимости от его интенсивности. Герпетобионты предпочитают зону с определенным уровнем плотности потока энергии (531 Вт/м2). Воздействие ЭМП на ЛЭП 220 кВ превышает воздействие экотонного эффекта. На ЛЭП с низкими показателями потока энергии достоверных изменений численности не отмечено.

4. Воздействие ЭМП проявляется на разных уровнях организации биосистем: отмечено уменьшение фертилыюсти пыльцы до 0,50-2,25% (в норме 6472%), наличие пика численности герпетобионтов во второй зоне ЛЭП 220 кВ (350 экз./Ю0 л/с).

5. Несмотря на наличие гормезиса ЭМП во второй зоне ЛЭП, электромагнитные поля промышленных частот оказывают на биосистемы преимущественно негативное влияние: численность герпетобионтов во всех зонах ЛЭП 220 кВ была ниже в 2,0-2,6 раза численности беспозвоночных второй зоны, размер крахмальных зерен картофеля в опыте в 4 раза ниже, чем в контроле.

6. Воздействие слабых импульсных магнитных полей видоспецифично: у цериодафний отмечено достоверное увеличение плодовитости опытных экземпляров, в сравнении с контрольными от 1,25 до 4,40 раз, у моллюсков достоверных различий в плодовитости и выживаемости не выявлено.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи, опубликованные в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Селюков А.Г., Гордеева М.А., Халилова Л.Р. Активизация сверхслабыми импульсными магнитными полями адаптационного потенциала у ракообразных (СЫосега) при нефтяном загрязнении // Вестник Тюменского государственного университета. 2006. № 5. С. 55-64.

2. Гордеева М.А. Пространственное распределение герпетобионтов на градиенте электромагнитного фактора // Аграрный вестник Урала. 2013. №1 (107). С. 21-24.

Прочие публикации:

3. Селюков А.Г., Гордеева М.А., Халилова Л.Р. Активизация сверхслабыми импульсными магнитными полями адаптационных механизмов Ceriodaphnia affinis (Cladocera) к нефтяному загрязнению // Тр. Междунар. форума по проблемам науки, техники и образования. Т.З. М., 2005. С. 57-58.

4. Селюков А.Г., Халилова Л.Р., Гордеева М.А. Повышение устойчивости Ceriodaphnia affinis к нефтяному загрязнению слабыми импульсными магнитными полями // Состояние, тенденции и проблемы развития нефтегазового потенциала территорий Тюменской области: Мат. науч.-практ. конф. Т.2. Тюмень, 2005. С. 340-345.

5. Гордеева М.А., Селюков А.Г., Халилова Л.Р. Влияние городской инфраструктуры на экосистемы Туры и поиск эффективных путей экологической реабилитации // Экология теоретическая и прикладная. Проблемы урбанизации: Мат. Междунар. науч.-практ. конф. Екатеринбург, 2005. С. 102-104.

6. Гордеева М.А. Повышение устойчивости Lymnaea stagnalis L. к нефтяному загрязнению слабыми импульсными магнитными полями // Современные наукоемкие технологии. 2007. №3. С. 68-69.

7. Гордеева М.А. Активизация сверхслабыми магнитными полями адаптационного потенциала у представителей класса брюхоногих моллюсков (Gastropoda) при нефтяном загрязнении // Перспективы инновационного развития АПК: Сб. мат. Междунар. науч.-практ. конф. Тюмень, 2010. С. 208-213.

8. Гордеева М.А., Ильминских Н.Г. Воздействие электромагнитных полей линий электропередач на биологическое разнообразие // Окружающая среда и менеджмент природных ресурсов: Тез. докл. Междунар. конф. Тюмень, 2010. С. 40-12.

9. Гордеева М.А., Ильминских Н.Г. Специфичность реагирования на электромагнитные поля и их использование биообъектами // Тобольск научный -2010: Мат. Всеросс. науч.-практ. конф. Тобольск, 2010. С. 14-16.

10. Гордеева М.А., Ильминских Н.Г. Повышение репродуктивного потенциала Planorbis carnea rubra воздействием магнитных полей // Научно-техническое творчество молодежи — агропромышленному комплексу Урала и Сибири: Сб. мат. конф. молодых уч. Тюмень, 2010. С.107-112.

11. Ильминских Н.Г., Гордеева М.А. ЛЭП как концентратор биоразнообразия // Проблемы ведения Красных Книг субъектов РФ: Мат. межрег. семинара. Курган, 2010. С. 58-60.

12. Гордеева М.А., Ильминских Н.Г. Активизация токсикорезистентности моллюсков магнитными полями промышленной частоты к нефтяному загрязнению // VIII Зыряновские чтения: Мат. Всеросс. науч.-практ. конф. Курган, 2010. С. 236-237.

13. Гордеева М.А., Ильминских Н.Г. Стимулирующее и ингибирующее воздействие электромагнитных полей ЛЭП на герпетобионтов // Менделеевские чтения - 2011: Мат. регион, науч.-практ. конф. Тобольск, 2011. С. 158-161.

14. Гордеева М.А., Ильминских Н.Г. Повышение устойчивости акваси-стем применением магнитных полей // Менделеевские чтения — 2011: Мат. регион. науч.-практ. конф. Тобольск, 2011. С. 161-162.

15. Гордеева М.А., Ильминских Н.Г. Воздействие электромагнитных полей линий электропередач на герпетобионтов луговых сообществ // Окружающая среда и менеджмент природных ресурсов: Тез. докл. II Междунар. конф. Тюмень, 2011. С. 162-164.

16. Гордеева М.А., Ильминских Н.Г. Ингибирующее воздействие электромагнитных полей ЛЭП на интенсивность синтеза крахмала клубней картофеля клубненосного Solanum tuberosum L. // Тобольск научный — 2011: Мат. Всеросс. науч.-практ. конф. Тобольск, 2011. С. 20-21.

17. Гордеева М.А., Ильминских Н.Г. Воздействие электромагнитных полей линий электропередач на герпетобионтов // Научный диалог. 2012. №2. С. 31-39.

18.Гордеева М.А., Ильминских Н.Г. Ингибирующее воздействие электромагнитных полей на фертильность пыльцы сосны обыкновенной (Pinns sylvestris) // Окружающая среда и менеджмент природных ресурсов: Тез. докл. III Междунар. конф. Тюмень, 2012. С. 68-70.

19. Гордеева М.А., Столбов В.А. Воздействие электромагнитных полей промышленных частот на тараканов Blaberus craniifer II Окружающая среда и менеджмент природных ресурсов: Тез. докл. III Междунар. конф. Тюмень, 2012. С. 70-72.

20. Гордеева М.А., Столбов В.А., Гашев С.Н., Ильминских Н.Г. Воздействие электромагнитных полей на распределение герпетобионтов просек ЛЭП // Окружающая среда и менеджмент природных ресурсов: Тез. докл. III Междунар. конф. Тюмень, 2012. С. 72-74.

Подписано в печать 23.05.2013 г. Тираж 120 экз. Печать трафаретная. Заказ 071. Отпечатано в печатном цехе «Ризограф» Тюменского Аграрного Академического Союза 625003, г. Тюмень, ул. Республики, 7

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Гордеева, Мария Андреевна, Тюмень

ФГБОУ ВПО «ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

СЕВЕРНОГО ЗАУРАЛЬЯ»

Кафедра общей биологии

На правах рукописи

04 2 СИ 35^71 я

Гордеева Мария Андреевна

ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ НА РАСТИТЕЛЬНЫЕ И ЖИВОТНЫЕ ОРГАНИЗМЫ

03.02.08 - экология (биология)

Диссертация на соискание учёной степени кандидата биологических наук

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор Н.Г. Ильминских

Тюмень - 2013

Содержание

Введение................................................................................................................................................................4

1. Обзор литературы................................................................. 8

1.1. Физическая характеристика электромагнитного поля................... 8

1.1.1. Естественные электромагнитные поля................................... 8

1.1.2. Техногенные электромагнитные поля..........................................................................13

1.2. Эффект и механизмы воздействия ЭМП на живые организмы..............16

1.3. Особенности гидро- и герпетобионтов как индикаторных организмов............................................................................................................................................................32

2. Материал и методы исследования..........................................................................................38

3. Влияние ЭМП промышленной частоты на состав, структуру и динамику численности и биомассы герпетобионтов и различных организмов просек ЛЭП........................................................................................................................45

3.1. Физико-географическое описание района исследований..............................45

3.1.1. Погодные условия за время исследований............................................................47

3.2. Состав и структура растительности изученных биотопов..........................47

3.2.1. Растительные ассоциации исследованных трасс ЛЭП..............................50

3.3. Физические характеристики электромагнитного поля исследованных ЛЭП..................................................................................................................................54

3.4. Состав и структура фауны герпетобионтов исследованных

ЛЭП..........................................................................................................................................................................63

3.5. Распределение герпетобионтов на градиенте напряженности ЭМП. 86

3.6. Влияние ЭМП на растения на клеточном уровне................................................98

3.7. Влияние ЭМП промышленной частоты на герпетобионтов в лабораторных условиях..........................................................................................................................101

3.8. Заключение..............................................................................................................................................104

4. Воздействие МП низкой интенсивности на гидробионты............................109

4.1. Сегіосіаріїпіа аґйпІБ.............................................................. 109

4.2. Моллюски................................................................................................................................................117

4.3.Заключение................................................................................................................................................129

Выводы..................................................................................................................................................................131

Список литературы....................................................................................................................................132

Приложения......................................................................................................................................................158

Введение

Электромагнитные поля играют существенную роль во всех процессах, происходящих на земле. Являясь первичным периодическим экологическим фактором, естественное магнитное поле (МП) Земли на протяжении миллиардов лет постоянно воздействовало и воздействует на становление, состояние и динамику экосистем. В ходе эволюционного развития, структурно-функциональная организация экосистем адаптировалась к естественному фону МП. На нынешнем этапе развития научно-технического прогресса человек существенно трансформирует естественное магнитное поле, нередко резко повышая его напряженность и придавая ему новые параметры (Пресман, 1968; Кудряшов, 2008). В настоящее время одним из основных источников изменения параметров естественного магнитного поля являются электромагнитные поля (ЭМП) линий электропередач (ЛЭП).

Воздействие техногенных электромагнитных полей на природные биокомплексы сравнимо с естественными, а в некоторых случаях превосходит их (Еськов, 1976, 1979; Пресман, 1968; Протасов, 1982; Холодов, 1966, 1970, 1972). ЛЭП и некоторые другие энергетические установки создают электромагнитные поля промышленных частот (50 Гц) значительно выше среднего уровня естественных полей. Сеть линий электропередач неуклонно возрастает в связи с увеличением промышленного использования электроэнергии.

Расширение сети высоковольтных линий электропередач сопряжено с их возрастающим многофакторным воздействием на естественные экосистемы. Подход к взаимодействию электромагнитных излучений с биосистемами различной иерархии диктует рассмотрение данного воздействия как сложного техногенного экологического фактора, оказывающего множественное разнонаправленное (средопреобразующее, биоцидное и стимулирующее) воздействие на компоненты экосистем.

Следовательно, высоко актуальна необходимость изучения воздействия данного фактора на биологические системы на всех уровнях их организации. К настоящему времени исследователями получено множество данных по влиянию, прежде всего магнитных полей, на состояние человека и животных. В то же время, воздействие электромагнитного фактора на функционирование биосистем на различных уровнях организации до сих пор остается слабо затронутым исследованиями. Та же ситуация сохраняется и в отношении механизмов воздействия составляющих электромагнитного поля разных частот и интенсивностей на живые организмы.

Герпетобионты и гидробионты, как организмы, обитающие в двух специфических средах - наземной и водной, являются чуткими индикаторами изменения состояния окружающей среды. Эти экологические группы животных являются классическим объектом экологических исследований, и их индикаторная значимость несомненна. Однако воздействие электромагнитных полей на указанные группы животных ранее было изучено недостаточно.

Все вышесказанное обуславливает высокую актуальность и важность изучения этой проблемы.

Цель работы - изучение воздействия компонентов электромагнитного поля разной интенсивности на биосистемы различной организации.

В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:

1. Исследовать фауну герпетобионтов на трассах ЛЭП, проанализировать зависимость структуры их сообществ от электромагнитных излучений разной интенсивности.

2. Исследовать воздействие ЭМП промышленных частот на разные группы живых организмов на цитологическом и организменном уровнях.

3. Изучить влияние магнитных полей слабых интенсивностей на культуры гидробионтов.

4. Проанализировать эффект воздействия ЭМП на живые организмы.

Научная новизна работы.

Впервые изучены состав, структура и динамика сообществ герпетобионтов, обитающих на территориях, подверженных воздействию ЭМП разного напряжения.

Получены данные по влиянию ЭМП различных интенсивностей на представителей нескольких экологических и систематических групп организмов, как в полевых, так и в лабораторных условиях.

Выявлено ингибирующее и стимулирующее влияние электромагнитного поля разной интенсивности на исследованные организмы.

Практическая значимость работы. Полученные данные по стимулирующему воздействию магнитных полей низкой интенсивности позволяют расширить возможности применения методов биотестирования на гидробионтах. Материалы могут быть реализованы при разработке проекта санитарно-защитных зон предприятий, при организации мониторинга окружающей среды. Результаты исследований представляют интерес для специалистов, работающих в области биологии, экологии, гигиены и здравоохранения, лесного и сельского хозяйства.

Положения, выносимые на защиту.

1. Электромагнитное поле ординирует пространственную структуру сообществ герпетобионтов, что связано не только с его ингибирующим, но и стимулирующим эффектом.

2. Слабые импульсные магнитные поля оказывают стимулирующее, но видоспецифичное воздействие на гидробионты.

Благодарности. Автор выражает благодарность и признательность научному руководителю, д.б.н., профессору Н.Г. Ильминских за помощь в подготовке диссертации, научному консультанту д.б.н., профессору ТюмГУ С.Н. Гашеву за ценные консультации, к.ф.-м.н., доценту ТюмГУ В.М.

Флягину за помощь в оценке физических параметров ЛЭП. М.Н. Казанцевой, к.б.н., с.н.с. ИПОС СО РАН и И.В. Кузьмину, зав. оранжереей ТюмГУ за помощь в геоботанических описаниях исследованных просек ЛЭП; В.А. Столбову, С.Д. Шейкину (ТюмГУ) за помощь в таксономической идентификации ряда групп герпетобионтов; коллективу филиала «Аэронавигация севера Сибири» ФГУП «Госкорпорация по ОрВД» за всестороннюю помощь и поддержку.

Личный вклад соискателя. Материалом для диссертации послужили собственные полевые и лабораторные исследования.

1. Обзор литературы 1.1. Физическая характеристика электромагнитного поля

Большинство физических факторов внешней среды, во взаимодействии с которыми эволюционировала живая природа, имеет электромагнитную природу. Электромагнитное поле - особый вид материи, которому присущи масса и энергия. Электромагнитное поле рассматривается в идее электромагнитных волн (Пресман, 1968). С электромагнитной волной связан перенос энергии. При распространении волн возникает поток электромагнитной энергии. Плотность потока энергии является электромагнитной энергией, переносимой волной за единицу времени, и взаимодействующей с биологическим объектом (Детлаф, 2002).

Магнитное поле представляет собой особый вид материи, отличающийся от вещества и существующий вокруг намагниченных тел. Источником магнитного поля является электрический ток. Напряженностью магнитного поля называют силу, с которой поле действует на элемент тока, помещенный в рассматриваемую точку (Пресман, 1968).

Статические электрические поля создаются электрически заряженными телами, в которых электрический заряд индуцируется на поверхности объекта, находящегося внутри статического электрического поля. Электрические поля воспринимаются электрически заряженными объектами как сила. (Энциклопедия МОТ [Электронный ресурс]).

ЛЭП проходя над поверхностью почвенного слоя, порождает в нем электрический ток, называемый наведенным током. Его величина зависит от напряжения, приложенного к линии и влажности почвы (Еськов, Караев, 2009).

1.1.1. Естественные электромагнитные поля

В спектре естественных электромагнитных полей условно выделяют несколько компонентов земного, околоземного и космического происхождения - это постоянное магнитное поле Земли (геомагнитное поле),

электрическое поле Земли и переменные электромагнитные поля в диапазоне частот от 103 до 1012 Гц. Источником естественных переменных электромагнитных полей являются атмосферные явления (атмосферное электричество), а также радиоизлучение Земли, Солнца и галактик (Сподобаев, 2000). Этот диапазон интенсивностей естественных ЭМП является «привычным» для живых организмов, его называют зоной оптимальных условий. Общий электромагнитный фон Земли составляет от

24 2

10" до 10 Вт/м . В основном поверхностный заряд Земли отрицателен, хотя верхние слои атмосферы несут в себе положительный заряд. По Земному шару в среднем напряженность электрического поля равна 130 В/м. Величина напряженности электрического поля испытывает периодические годовые и суточные изменения (Аверкиев, 1960; Тверской, 1962).

Интерес к биологическому значению естественных электромагнитных полей вызван тем, что экспериментальные наблюдения и теоретические исследования дают основания считать, что естественный фон Земли является необходимым эволюционно сложившимся условием для нормальной жизнедеятельности биологических систем. Для биосферы Земли электромагнитный фон также является источником получения информации и важным фактором изменчивости. Живые организмы не могут нормально функционировать без естественных ЭМП. Доказано участие естественной радиации и естественных ЭМП в образовании из неорганических веществ аминокислот, составляющих белок. Эти поля сопутствовали зарождению и развитию жизни на Земле, а также участвовали в эволюции человека (Сподобаев, 2000).

Общей чертой для всех электромагнитных излучений (ЭМИ) является их квантовая природа, определяющая характер их распространения и взаимодействия с веществом (Кудряшов, 2008). Все виды магнитной активности взаимосвязаны с солнечной активностью, как с увеличением числа солнечных пятен, так и со вспышками на Солнце, и характеризуются определенной периодичностью (Пресман, 1968; Казначеев, Михайлова, 1981;

Эллисон, 1959; Яновский, 1978). Можно выделить диапазон изменения интенсивностей естественных ЭМП, который сформировался и существует многие миллионы лет. Проявляется 11-летняя цикличность возрастания магнитной активности в годы максимума солнечных пятен. Многие слабые магнитные бури повторяются через интервалы в 27 дней, регулярно возобновляясь в течение 6-12 месяцев. Активность естественного геомагнитного поля над поверхностью Земли изменяется в пределах 0,035 -0,07 мТ. Магнитное поле Земли значительно варьируется во времени и пространстве. На широте 50° магнитная индукция в среднем составляет 5-10-5 Тл, а на экваторе (широта 0°) — 3,1-10-5 Тл (Детлаф, 2002).

Известно, что такие фундаментальные биологические процессы, как фотосинтез, фототаксис, фотопериодизм, зрение, радиационный мутагенез и др. в своей физической основе представляют особые случаи взаимодействия излучений с биологическими структурами (Кудряшов, 1982). Более того, установлена тесная корреляция между динамикой геомагнитных возмущений и дисфункцией живых организмов (Музалевская, 1973; Новикова др., 1968; Чижевский, 1973).

Современная биология немыслима без методов ультрафиолетовой и инфракрасной спектрометрии, лучевой ультрамикрометрии, световой и электронной микроскопии (Кудряшов, 1982).

Природные ЭМП оказывают на живые организмы регулирующие действие, способствуя нормализации процессов жизнедеятельности, оптимизации их взаимодействия с внешней средой. Одним из механизмов действия магнитных полей на биологические объекты является влияние естественных магнитных полей на собственные магнитные поля живых организмов, на проницаемость биологических мембран, на свойства внутриклеточной воды и гиалоплазмы как жидкого компонента протопласта.

При анализе влияния естественных МП на биологические системы много внимания уделяется вектору МП в качестве основного биотропного параметра. Сюда относятся явления о возможной ориентации мигрирующих

животных по геомагнитному полю (Холодов, 1982), в частности птиц (Ильичев, 1978; Rochalska, 2009), об ориентации частей растений в ГМП (Schreiber, 1958), об изменении видового состава глубоководной морской фауны при смене полярности геомагнитных полюсов. Эти явления доказывают наличие у организмов магнитотропизма и подтверждаются экспериментами с искусственным магнитным полем. Предполагается, что птицы обладают магнитным компасом (Keeton, 1974; Moore, 1980; Prestí, Pettigrew, 1980). А.Г. Гурвич (1977, 1991) указывают на электромагнитную природу этого явления. Магнитное поле Земли приводит к отклонению от правильного направления в рисунке танца пчел (Gould et al., 1978). Как видно из приведенных фактов, в область интересов биологов постепенно вовлекаются разные компоненты окружающего нашу планету МП, параметры которого в значительной степени определяются деятельностью Солнца (Холодов, 1982).

Медицинская сторона экологического значения естественных ЭМП прежде всего находит выражение в корреляции между изменениями ЭМП и обострением различных заболеваний, хотя здоровые люди тоже небезразличны к этому фактору. Среди анализируемых заболеваний первое место занимают сердечно-сосудистые, инфекционные, нервные и психические, а также глазные и другие заболевания. Естественные ЭМП влияют на регуляционные процессы здорового организма. Было доказано, что вегетативная нервная система здоровых и больных атеросклерозом людей чувствительна к воздействию геомагнитных возмущений (Сподобаев, 2000).

Известны многочисленные сообщения гелиобиолога A. JI. Чижевского (1973) о взаимодействии солнечной активности с изменениями некоторых биологических процессов. За последние годы увеличилось число указаний на связь между изменениями межпланетного магнитного поля и деятельностью различных биологических систем. У человека имеется корреляция астрофизического параметра с нейропсихическими расстройствами, с обострением нейровегетативных заболеваний (Казначеев и др., 1981).

Популярный советский физиотерапевт А. Е. Щербак высказывал в 30-х годах нашего столетия мнение о том, что топус вегетативной нервной системы может поддерживаться неощущаемыми человеком раздражениями кожной поверхности. В число таких раздражителей он включал и ЭМП, предполагая, что таким образом в реакцию вовлекаются выработанные в процессе эволюции механиз