КАКОЕ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ПОЛЕЗНЕЕ?
При изучении биосферы человечество все более и более убеждается в том, что земная жизнь чрезвычайно тонко «пригнана» к земным условиям существования. В процессе объединения различных наук, подчас далеких одна от другой, дошла очередь и до биофизики с геофизикой. Если раньше геофизики изучали только сугубо технические характеристики магнитных бурь и землетрясений, то теперь их начинает интересовать и число инфарктов у людей во время магнитной бури, и поведение животных перед землетрясением. В свою очередь биофизики заинтересовались возможностью биологического действия геомагнитного поля. И вот на наших глазах рождается новое научное направление, называемое экологической магнитобиологией. Цель этой новорожденной науки — выяснять роль геомагнитного поля в биологических процессах.
Почему же раньше биологи и медики совсем не интересовались геомагнитным полем, с чистой совестью описывая все жизненные процессы без учета этого фактора среды?
Дело в том, что начавшаяся эра освоения космоса наложила свой отпечаток и на многие чисто земные дела. В значительной степени это сказалось и на магнитобиологии. Ее развитие тесно связано с успехами в освоении космического пространства.
Полеты первых космических кораблей обострили интерес к обсуждаемой проблеме. Расставаясь с Землей, космонавт теряет не только земное притяжение, привычную воздушную среду и многие другие необходимые для жизни условия, но и геомагнитное поле. С другой стороны, защиту космического корабля от вредных ионизирующих излучений конструкторы надеются осуществить при помощи искусственного мощного магнитного поля. Таким образом, космонавт и другие биологические объекты космического корабля скорее, чем кто-либо другой, попадут в обстановку с очень сильным пли очень слабым магнитным полем. Повлияет ли это на жизнедеятельность?
Чтобы ответить на подобный вопрос, не обязательно посылать в космический полет какой-либо живой организм. Гипермагнитные условия легко создать, используя постоянные магниты, электромагниты или соленоиды. А гипомагнитные условия создают или пассивным способом при помощи экрана из соответствующих сплавов, пли активным путем, противопоставив земному нолю искусственное магнитное поле, образованное соленоидом, по обмотке которого протекает электрический ток.
Эксперименты показали, что первое поколение мышей, родившихся и выживших в условиях лунного магнитного поля (около 100 гамм), росло и развивалось быстрее, чем их папаши и мамаши, находившиеся в земном магнитном поле (около 50 000 гамм, или 0,5 эрстеда). Последующие поколения мышей в уменьшенном магнитном поле уже не отличались высокой жизнедеятельностью. Они погибли раньше, чем представители предыдущих поколений. Особенно увеличилась смертность новорожденных. Выжившие мышата были обычно вялыми и малоподвижными. Многие из них часто подолгу лежали на спине, что так же не свойственно грызунам, как людям стоять на голове. Кроме ненормальностей в поведении наблюдалось изреживание волосяного покрова. Некоторые взрослые мыши необычно лысели: только на затылке и ровно по середине спины. Под микроскопом обнаружили, что кожа в месте полысения была толще. Она как бы разбухала и вытесняла корневые мешочки волос.
Детальное исследование внутренних органов обнаружило более драматическую картину. Была нарушена деятельность таких важных органов, как печень, почки, половые железы. Но самое странное было в том, что в разных органах появлялись опухоли. Иногда опухоли нарушали деятельность почек и мочеточников, и мыши гибли в результате отравления организма мочой.
Опыты на мышах были проведены американскими учеными Гальперном и Ван Дейком. С результатами этих экспериментов неожиданно согласуются те изменения, которые обнаружил у растении советский исследователь П. П. Чуваев.
Оказалось, что в ослабленном магнитном поле (10 гамм) зародышевые корешки ржи и гречихи в течение первых двух дней прорастания выглядели крупнее, чем в контроле (геомагнитное поле).
В культуре дрожжей и азотобактера в ослабленных магнитных полях наблюдали после нескольких пассажей (через 3–4 недели) задержку темпов размножения. Все как у мышей: поживет живое подольше в слабом магнитном поле, и начинает выявляться неблагоприятное действие этих условий.
Наблюдения за ростом изолированных корней пшеницы показали, что больший диаметр корешка в ослабленном магнитном поле объясняется тем, что у него сохранился более широкий слон первичной коры, поверхность которой сплошь покрыта своеобразными «раковыми опухолями».
Получается, что и у животных, и у растений, помещенных в ослабленное магнитное поле на длительное время, появляются опухоли. Эти результаты как бы подтверждают теорию американского исследователя Мак-Лина, который утверждал, что увеличение числа раковых заболеваний у человека связано со снижением интенсивности геомагнитного поля.
Строго говоря, переносить на род человеческий те результаты опытов, которые получены на животных и растениях, неправомерно. Однако сегодня получены прямые данные относительно влияния магнитного поля лунной интенсивности на организм человека. Будущих космонавтов американский ученый Бейшер помещал на 5—10 дней (срок полета до Луны и обратно) в специальную амагнитную комнату и детально исследовал их физиологическое состояние. Никаких серьезных отклонений обнаружено не было. Однако субъективное ощущение сплошного света в этих условиях наступало при меньшей частоте световых мельканий, чем в условиях нормального магнитною поля у того же человека. Можно сказать, что на Луне прокручивание старых кинолент не будет вызывать досаду у зрителя, которая возникает на земном киносеансе из-за подергивающихся движении героев экрана.
Таким образом, значительное уменьшение геомагнитного поля не сразу, а через определенным отрезок времени может вызвать существенное изменение жизнедеятельности организма. Резкое искусственное увеличение интенсивности магнитного поля вызывало даже смертельным исход, что было обнаружено в опытах на мышах и насекомых, когда напряженность увеличивали в десятки тысяч раз в сравнении с земным магнитным полом. Получается, что и уменьшение и увеличение напряженности магнитного поля — экстремально повреждающий фактор. Можно предполагать, что в ходе эволюции биологические системы приспособились к определенному диапазону интенсивности магнитных полей, подобно тому как они приспособились к определенной температуре, атмосферному давлению и т. д.
Если такое предположение верно, то биологические системы должны реагировать на изменения геомагнитного поля. Есть ли такие факты?
Используя данные палеомагнетизма, ученые доказали, что смена видов некоторых простейших животных на значительном временном отрезке согласуется с изменениями геомагнитного поля. Недавно украинские исследователи сообщили, что физическое развитие человека в какой-то мере определяется геомагнитным полем. Изучали емкость черепной коробки человека в качестве одною из самых существенных параметров тела, прямо коррелирующею с ростом и развитием. При этом использовались археологические данные за период 6500 лет. Была обнаружена обратная зависимость между исследуемыми показателями, то есть, чем меньше было геомагнитное поле, том больше череп.
Эти данные интересны, но для их подтверждения необходимо накапливать факты еще несколько тысяч или даже миллионов лет. Такая перспектива едва ли кого-нибудь вдохновляет. Есть ли другие пути изучения воздействия геомагнитного поля на человека? Многие слышали о существовании магнитных аномалий, то есть районов, где напряженность геомагнитного поля отличается от окружающих участков местности, что связано с большими запасами железной руды. В будущем необходимо провести тщательное медико-биологическое обследование районов с магнитными аномалиями так, как это делается в районах с измененным уровнем радиации. Конечно, обследованию подлежат как районы с повышенной интенсивностью геомагнитного поля, так и с пониженной.
Уже были проведены аналогичные исследования М. П. Травкиным и А. М. Колесниковым. Учитывались следующие заболевания: нервно-психические, гипертония, хронический ревматизм, сосудистые нарушения центральной нервной системы, предраковые заболевания кожи, экзема. Почти по всем заболеваниям (кроме предраковых состояний) обнаружена достоверная связь между магнитной аномалией и заболеваемостью населения. Особенно показательны в этом отношении нервно-психические заболевания и гипертоническая болезнь, составляющие в аномальных районах в среднем 160 % к заболеваемости населения в районах с обычным геомагнитным полем. Что касается ревматизма сердца, сосудистых нарушений центральной нервной системы и экземы, то заболеваемость населения этими болезнями в аномальных районах составляет 120–135 %.
Следует заметить, что заболеваемость не является достаточно надежным показателем. Большое значение имеет квалификация врача, устанавливающего диагноз. Преобладание в одной из сравниваемых групп лиц пожилого возраста тоже может внести искажения в полученную картину. Многие другие неучтенные причины могут также существенно повлиять на результаты. Нельзя ли судить о влиянии магнитной аномалии по более надежным биологическим критериям?
Орнитолог М. Е. Шумаков, изучая возможность влияния геомагнитного поля на поведение птиц, перевозил их с места вылова (побережье Балтийского моря) в район магнитной аномалии. Оказалось, что зяблики, чечевицы, садовые овсянки, славки-черноголовки и зорянки увеличивали свою двигательную активность примерно в 2–3 раза.
Энтомолог В. Б. Чернышев, регистрируя двигательную активность насекомых в шести различных районах Советского Союза, отмечал, что только в районе магнитной аномалии не удалось обнаружить увеличения двигательной активности бабочек во время магнитной бури. Можно думать, что повышенная фоновая напряженность геомагнитного поля может влиять на поведение насекомых.
Если животный мир небезразличен к магнитным аномалиям, то как реагируют на них растения?