Магнитное поле оказывает влияние практически на все свойства растений, в частности на соотношение полов (сексуализацию). Проследить это влияние наиболее удобно на растениях, у которых мужские и женские цветки содержатся на одной особи (однодомные). Известно, что кроме этих растений есть и такие, у которых имеются цветки с мужскими и женскими органами — это гермафродитные виды. Имеются также двудомные растения, у которых цветки с мужскими органами (тычинками) находятся на одних особях, а цветки с женскими органами (пестиками) — на других. Однодомных растений в природе примерно 10 %. Были выполнены различные опыты по изучению влияния магнитного поля (его ориентации) на сексуализацию этих растений. В частности, опыты делались над огурцами, и было показано, что в зависимости от ориентации семян огурцов относительно магнитного поля изменяется их сексуализация. Так, в тех случаях, когда корешок зародыша был ориентирован на север, женских цветков образовывалось больше, нежели в тех случаях, когда он был ориентирован на юг. Поэтому при ориентации корешков зародыша на север урожайность огурцов выше, поскольку именно женские цветки формируют плоды. Подобные опыты проводились и с другими однодомными растениями (кукурузой, тыквой). Во всех случаях тенденция выявлялась та же, что и с огурцами: направление корешков зародыша к югу увеличивало число женских цветков, то есть усиливало феминизацию. Ориентация корешков зародышей на север уменьшала ее, то есть число мужских цветков увеличивалось. Специалисты говорят, что происходила маскулинизация (маскула — мужчина).
Корни растения и его надземная часть не являются независимыми друг от друга. Это естественно. Но, оказывается, связь между ними, а точнее соотношение между ними, зависит от направления магнитного поля. Это свойство называется полярностью растений. «Полярность» потому, что в двух полярных частях растения (надземной и подземном) физико-химические процессы протекают с различной активностью и приобретают различные функциональные свойства. Вопрос о зависимости свойств полярности от ориентации магнитного поля очень непростой и до конца не решен. Но, очевидно, здесь основную роль играют магнитные свойства вещества растения. Под действием различных факторов (например, электромагнитных излучений или сил гравитации) эти свойства меняются, что и определяет изменение свойств полярности растений.
Степень полярности растений специалисты выражают специальным показателем — коэффициентом полярности. Он определяется как отношение веса надземной части растений к их подземной части. Было показано, что это отношение действительно меняется при изменении ориентации семян кукурузы относительно направления магнитного поля. Оказалось, что в тех случаях, когда корешки зародышей ориентированы к югу, надземная часть растения более развита. Когда же они ориентированы к северу, то более развита подземная часть растения, то есть корневая система. Таким образом, в зависимости от ориентации в магнитном поле меняется листовая, корневая и зерновая масса растений. Отдельные исследователи считают вполне реальным использовать это свойство для повышения урожайности.
Живые системы, какими являются растения, содержат в себе биологические часы, то есть процессы в них подчиняются определенным ритмам. Таких ритмов много. Считается, что имеются ритмы, причина которых (завод) находится вне системы (это внешние ритмы), а также ритмы, причины которых находятся внутри самой системы (внутренние ритмы). Четкое деление между теми и другими ритмами провести трудно, поскольку любая живая система находится в самой тесной взаимосвязи с внешней средой, внешним миром. Она возникла и эволюционизировала как часть этой среды, и ее так называемые внутренние ритмы являются в сущности также отражением, следствием ритмов внешней среды. Но здесь анализировать всю проблему биологической ритмологии, естественно, мы не будем. Укажем только, что под влиянием магнитного поля ритмы в растениях сбиваются, приобретают другие характеристики. Многими исследователями было показано, что изменение магнитного поля Земли, которое происходит под действием солнечных бурь, вызывает и изменение ритмов функционально-динамических процессов. Причем изменяются ритмы различной длительности — годовые, сезонные, суточные.
Для того, чтобы установить те механизмы, посредством которых изменение магнитного поля может непосредственно влиять на клетки живой системы, необходимо рассмотреть как устройство самих клеток, так и принципы, на которых построено их функционирование. Более подробно удобнее рассмотреть этот вопрос позднее, когда будет проанализировано влияние космических факторов на животных. И в случае животных, и в случае растений магнитное поле оказывает влияние на внешние оболочки клеток, которые называются мембранами. Через эти оболочки осуществляется обмен веществ между клеткой и внешней средой, то есть через нее (точнее, через проходы в оболочках — мембранах) одни вещества движутся вовнутрь клетки, а другие — наружу. Свойство мембраны пропускать эти вещества называется проницаемостью клеточных мембран. Регулировка выхода из клеток и входа в нее через мембраны организована на электрическом принципе. Когда же действует, кроме того, внешнее магнитное поле, оно способно изменять условия прохождения вещества через мембрану, то есть изменять проницаемость клеточных мембран. Это приведет к изменению условий жизни клеток, а значит и всей биологической системы. Это и происходит при возмущении магнитного поля Земли, которое вызывается солнечными бурями.
Нарушение ритмики процессов внутри живых систем (растений) не однозначно и не однотипно связано с возмущенностью магнитного поля Земли. Эти связи очень даже не простые. Так, в определенные периоды продолжительностью 10–16 часов изменение ритмики связано с каким-либо одним элементом магнитного поля Земли, тогда как затем, в течение 8—14 часов, оно связано с изменениями другого элемента. Внутри биологической системы протекают различные процессы, влиять на которые можно путем изменения электрических токов внутри клеток, электромагнитных полей биологической системы, изменения биоэлектрической активности и т. д.
Можно сказать, что на сегодняшний день влияние изменения магнитного поля Земли на ритмику физиологических процессов в биосистемах доказано в многолетних экспериментах (более 15 лет). При абсолютных постоянных условиях (температура, влажность, освещенность, состав газовой среды и др.) дыхание проростков картофеля откликалось на изменение магнитного поля Земли.
Весьма эффективным в смысле влияния на рост растений является действие на них искусственными магнитными полями. Под действием искусственного магнитного поля может значительно ускориться рост растений, а также уменьшиться пораженность их плесневыми грибками. Так, с помощью магнитного поля можно увеличивать урожайность томатов, повышать скорость прироста зародышей ячменя и пшеницы, увеличивать рост корневой системы у бобов и ржи и т. д.
Ориентация семян кукурузы определенным образом (семена располагались плоской стороной к югу) относительно магнитного поля приводила к увеличению урожая кукурузы на 20 ц/га. Действие небольшим магнитным полем (порядка 20–60 эрстед) на растения в период относительно низкой ферментативной активности (то есть в первые 2–3 дня) приводит к тому, что понижается потребление кислорода, повышается содержание нуклеиновых кислот в клетках растений, увеличивается частота дыхания в стеблях и корнях.
Мы рассмотрели только некоторые аспекты прямого влияния магнитного поля на биологические системы, какими являются растения. Существенно, что после солнечной бури и с началом магнитосферной бури прямое воздействие космических факторов начинается сразу. На то, чтобы сформировалось опосредствованное влияние (через процессы в атмосфере, погоду, а значит через температуру и влажность), нужно определенное время. Поэтому солнечная буря может оказывать вначале прямое воздействие на биосистемы (через различные электромагнитные излучения и возмущения магнитного поля Земли и др.), а затем опосредствованное воздействие посредством изменения атмосферной циркуляции, а значит и обычных показателей погоды (температуры воздуха, его влажности и др.).
ПЕРЕЛОМЫ В ХОДЕ ПРИРОДНЫХ ПРОЦЕССОВ
Мы уже видели, что от солнечной активности зависят на Земле практически все процессы. Но солнечная активность меняется не одинаково быстро. В одни годы она меняется очень резко, скачком, а в другие — плавно. Возникает вопрос, не оказывает ли влияние на природные процессы быстрое, скачкообразное изменение солнечной активности? Ученые этот вопрос исследовали, и результаты оказались очень важными. В чем они состоят?
Если какое-либо вещество сгорает медленно, то при этом выделяется тепло. Если сгорание происходит более быстро — то наблюдается вспышка. Если же оно горит еще быстрее — то произойдет взрыв. Значит, важно не только количество выделяемого при сгорании тепла, но и время, за которое оно выделяется, то есть скорость выделения тепла.
От Солнца к Земле приходит энергия, от которой полностью зависит ход природных процессов. Если скорость поступления этой энергии меняется, то меняется и ход этих процессов. Это естественно. Значит, важно знать не только величину солнечной активности, но и скорость ее изменения. Чем больше эта скорость, тем больше скорость изменения поступающей на Землю и в окружающее ее пространство энергии. Тем больше должны меняться природные процессы на Земле.
Ученые исследовали скорость изменения солнечной активности за период с 1749 г., с того момента, когда она начала определяться регулярно. Оказалось, что наиболее резко, быстро менялась солнечная активность в следующие годы (если активность резко понижалась, то перед годом указан знак минус): 1749, -1751, -1754, 1757, 1761, -1762, -1765, 1769, -1771, -1773, -1778, 1777, -1780, -1782, 1786, -1790, -1793, -1795, -1797, 1801, -1807, 1813, 1815, -1818, -1821, 1826, -1831, 1836, -1838, -1841, 1845, 1847, -1849-1859, -1854, 1859, -1861-1862, -1865, (1868), 1870, -1871, -1873, -1875, -1878, 1880, -1886, 1892, -1896, -1899, -1901, 1903, 1905, -1906, 1907, -1908, -1910, 1915, 1917, -1918, -1920, 1925, 1928, -1930, 1936–1939, -1940, (-1942), 1946–1947, -1948, -1950, -1952, 1956, -19