Abstract: Вопрос о воздействии на биообъекты измененной вследствие влияния космо-геофизических факторов среды обитания, сопровождающееся изменением и их внутренней среды, основу которых составляет вода, остается до конца неизученным. Для понимания механизма их влияния на живые организмы следует уде- лять особое внимание изучению физических свойств водной среды, таких, как окислительно-восстанови- тельный потенциал (ОВП) и водородный показатель (рН). В модельных экспериментах изучали влияние ослабленного в 40 раз (~1 мкТл) геомагнитного поля на реакцию воды (модельная система) и жизнедея- тельность биологических объектов (эмбриогенез роговой катушки Planorbarius corneus, рождаемость живо- родящих моллюсков Melanoides organifera, всхожесть сухих семян высших растений и физико-химические свойства ростовых сред клеточных культур млекопитающих и растений – живые системы). Пробы помеща- ли в гипомагнитную камеру (ГМК), в качестве которой использовали устройство «Экран ферромагнитный», произведенное в г. Зеленограде, Московской обл. Величины ОВП и рН измеряли с помощью иономера И-160МИ. Под влиянием гипомагнитных условий (ГМУ, 2 суток) происходила ацидификация воды: повы- шалась величина ОВП и концентрация Н+, понижалась величина рН, что свидетельствует о закономерном «снижении внутренней энергии молекул воды» и возрастании ее окислительных свойств. По-видимому, в ГМУ в молекулах воды в связи с отсутствием накачки энергии от геомагнитного поля снижается генерация электронов у молекул (повышается работа выхода электронов). Таким образом, ГМУ повышают окислительные свойства воды. Представляло интерес выяснить, как повлияют измененные вследствие воздействия ГМУ свойства воды на жизнедеятельность биообъектов. Наблюдение за моллюсками роговой катушки Planorbarius corneus в течение 120 суток показало, что снижение магнитного поля в целом оказывает благотворное влияние на их развитие. Зародыши, изна- чально оказавшиеся в ГМУ, характеризуются пониженной смертностью. Однако изменение индукции в сторону увеличения оказывает серьезное патологическое воздействие на животных: зародыши при этом быстро гибнут, а ювенильные моллюски практически прекращают рост и большинство их также гибнет. Для половозрелых моллюсков изменения жизнеспособности и плодовитости не выявлено. Как известно, роговая катушка относится к трохоформным животным, имеющим сенсорный орган, состоящий из двух нейронов, синтезирующих серотонин. При активации нейронов развитие личинок замедляется. Исходя из этого, можно полагать, что ослабление магнитного поля, приводящее к ацидификации воды, активировало нейроны трохофоры, результатом чего и явилось замедление развития вплоть до гибели зародышей. У находившихся в течение 45 суток в ГМУ живородящих моллюсков Melanoides organifera, обладающих высокой жизнеспособностью и являющихся индикаторами качества воды, установлена задержка и сниже- ние рождаемости. Рождаемость моллюсков была в три раза меньше по сравнению с показателями рожда- емости в геомагнитном поле. Известно, что на размножение живородящих моллюсков влияет жесткость воды. В нашем эксперименте установлено, что ГМУ не изменяли жесткости воды, т.е. недостатка карбона- тов в воде не было. Скорость растворения карбонатов в кислой среде связана с адсорбцией ионов Н+ на поверхности и образованием гидрокарбонат-иона – активного центра растворения. Чем больше в кислой среде концентрация гидрокарбонат-иона на поверхности, тем больше скорость растворения карбонатов. Можно полагать, что в нашем случае вследствие повышения концентрации Н+ в воде происходило раство- рение карбонатов, что и препятствовало формированию раковины у зародышей. Без раковины моллюск погибает. Дальнейшие исследования покажут, смогут ли родившиеся моллюски адаптироваться в гео- и гипомагнитных условиях. Влияние ГМУ на всхожесть и развитие воздушно сухих сертифицированных семян редисa сорта «Сакса» определяли по динамике скорости прорастания семян в сутки, энергии прорастания, всхожести семян, длине зародышевого корешка и гипокотиля. Непосредственно ГМУ (экспозиция сухих семян в течение 7 суток в ГМК) с последующим их прорастанием в воде в геомагнитном поле не оказыва- ли достоверного действия на физиологические характеристики сухих семян. У сухих семян, замоченных в воде и помещенных на 7 суток в ГМК, достоверно снижались показатели всхожести и развития проростков по сравнению с контрольной серией семян, пророщенных в геомагнитном поле. Опосредованное воздей- ствие через воду, предварительно экспонированную в течение 30 мин в ГМК (состояние воды формиру- ется спустя 15–30 мин после окончания образования сети водородных связей), также снижало всхожесть семян и развитие проростков, пророщенных в геомагнитном поле. Это свидетельствует о том, что ГМУ проявляют свой эффект за счет изменения свойств и состояния воды. Таким образом, снижение всхо- жести семян и развития проростков установлено, как при прямом, так и при опосредованном через воду действии ГМУ. Снижение количества возбужденных молекул воды и величины рН и повышение величины ОВП и окислительных свойств, изменяющие растворяющие свойства воды в ГМУ, по-видимому, приводили к замедлению биохимических процессов и всхожести семян. Исследовали влияние ГМУ на ростовую среду клеточных культур млекопитающих, в качестве которой использовали питательную среду 199 (ПанЭко, Россия) в двух вариантах: чистый раствор среды и с добавлением 10 % эмбриональной бычьей сыворотки, что представляет собой модель внутренней среды живого организма – модель биосреды. Пробы помещали в ГМК на 2 суток. ГМУ вызывали одинаковый эффект – снижение величин ОВП и рН в обоих растворах, что свидетельствует об изменении состояния преимущественно молекул воды и их количества. Аналогичные исследования были проведены с ростовой средой для растений (1/2 MS, Merck, Germany). Под влиянием ГМУ происходило снижение величины рН при неизменной величине ОВП, т.е. среда становилась более кислой. Дальнейшие исследования покажут, как скажется состояние ростовых сред, подвергнутых воздей- ствию ГМУ, на росте клеточных культур млекопитающих и растений. Исследование процессов в биологи- ческих средах играет важную роль в оценке влияния окружающей среды на биообъекты во время полета в межпланетном пространстве. Полученные данные свидетельствуют о том, что именно измененные свойства воды создают неблаго- приятные условия для обитания биообъектов и являются главным звеном в действии на них ослабленного геомагнитного поля. Надо полагать, что в окружающей среде под действием космо-геофизических факто- ров происходят аналогичные изменения во внешней и внутренней водной среде биообъектов, что отража- ется на их жизнедеятельности, росте и развитии. Следовательно, в условиях межпланетного космического полета и длительного пребывания на орбите в области пониженного магнитного поля в первую очередь оказывается влияние на водную среду организмов. Понимание механизмов эффекта ГМУ на биообъекты, их водную среду и среду обитания поможет разработать научные рекомендации для дальнейшего освое- ния космоса. Работа выполнена по программе РАН 65.2.

Cite: Мойса С.С. , Нефедова Е.Л. , Великанов А.Н. , Баранова Е.Н. , Маркина И.С. , Цетлин В.В.
РЕАКЦИЯ ВОДЫ И ЖИВЫХ СИСТЕМ ПРИ ХРОНИЧЕСКОМ ВОЗДЕЙСТВИИ ГИПОМАГНИТНЫХ УСЛОВИЙ
XVIII Конференция по космической биологии и авиакосмической медицине с международным участием ("Земля – Орбита – Дальний космос") 07-09 нояб. 2023