ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Циркадианная динамика магнитной восприимчивости листьев растений, органов и крови животных из "Биомагнитные ритмы" В экспериментах были использованы листья 9 видов растений различной степени организации, отличающихся типами стебля и фотопериодической реакции, цветением и плодоношением, рисунком и структурой листа. По типу стебля среди них было 3 вида дикорастущих и плодовых деревьев (клен, липа, рябина), 3 - кустарников (сирень, смородина, шиповник), 3 - травянистых растений (чистотел, одуванчик, ландыш). [c.35] Сбор листьев и определение их магнитной восприимчивости производились еженедельно на протяжении июля и августа 5 раз в течение суток в момент восхода солнца и полдень (июль - в 14 ч, август - в 14 ч 30 мин), при заходе солнца, поздней ночью (июль - в 2 ч, август - в 2 ч 30 мин) и последний раз на восходе солнца следующего дня. Иными словами, при выборе времени измерения магнитной восприимчивости листьев руководствовались циркадианной периодичностью интенсивности фотосинтетических процессов у растений в разное время светового дня с их постепенньа угасанием к вечеру и полным прекращением ночью. [c.35] Околосуточный ритм органотканевой магнитной восприимчивости изучался у 60 белых мышей и 44 крыс, ведущих, как известно, ночной образ жизни. Чтобы получить представление о циркуляции парамагнитных ионов железа между фер-ритином и гемоглобино м в зависимости от суточной активности животных, измерялась магнитная восприимчивость печени, селезенки и крови. Материал брался утром (8 ч), в середине светового дня (14 ч), вечером (20 ч) и в полночь. [c.35] Как и предполагалось, величины магнитной восприимчивости листьев всех растений независимо от вида и уровня их организации в течение суток изменяются циклически. Наблюдался один и тот же характер направленности изменений у деревьев, кустарников, травянистых растений с минимальными колебаниями степени выраженности диамагнетизма. При этом наибольший диамагнетизм листьев растений отмечался в утренние часы (рис. 1, а, б, е), постепенно снижался вплоть до глубокой ночи, а затем возрастал и к восходу солнца следующего утра достигал первоначального суточного уровня его отсчета. [c.37] Четкая суточная динамика колебаний этого интегрального показателя интенсивности метаболизма видна на графике изменений суммарной магнитной восприимчивости листьев растений (см. рис. 1, г). На первом отрезке утро - ночь дневной и вечерний уровни диамагнетизма листьев растений статистически достоверно отличаются от утреннего, а ночной от дневного (р 0,001). К утру следующего дня уровень магнитной восприимчивости листьев восстанавливается до исходного значения. За 3,5-4 ночных часа показатель магнитной восприимчивости листьев от своего минимального значения доходит до максимального, стремительно проходя те промежуточные положения, которые характеризуют предшествующую 20-часовую обратную динамику. При сопоставлении средних величин магнитной восприимчивости листьев деревьев, кустарников и травянистых растений (рис. 2) отмечается общая закономерность, хотя наибольший диамагнетизм присущ кустарниковым, а наименьший - травянистым растениям. [c.37] Можно предположить, что выявленный циркадианный ритм показателей магнитной восприимчивости органов и крови мышей и крыс обусловлен околосуточной двигательной активностью грызунов, сопряженной с энергозатратами и нагрузкой на кислородотранспортную функцию крови. Увеличение магнитной восприимчивости печени и селезенки наряду со снижением диамагнетизма крови ночью, в период наибольшей активности животных, можно объяснить освобождением ионов железа из тканевого ферритина и выходом его в кровь для синтеза гемоглобина, вносящего основной вклад в парамагнитные свойства крови. [c.38] Подобно околосуточному, циркааннуальный ритм - врожденное свойство, обеспечивающее выживание организмов в условиях меняющейся среды обитания. Они свойственны тем видам животных и растений, у которых продолжительность жизни не менее одного года. Помимо синхронизации биологических процессов с годовым циклом окружающей среды, согласования различных функций в организме или взаимодействия между особями популяции при размножении, стайном поведении и миграции, сезонные ритмы разобщают несовместимые во времени явления и биохимические реакции. На протяжении года обычно сменяются несколько сезонных состояний и сопутствующих им физиологических процессов. Так, у цветковых растений переход вегетационного периода в генеративный приводит к изменению характера формообразовательных процессов и усилению фотосинтеза, а зацветание сопровождается возрастанием уровня белка и нуклеиновых кислот в зоне созревания генеративных органов (Аксенова и др., 1973). У перелетных птиц в зимний период происходит увеличение массы и снижение локомоторной активности. Весеннему и осеннему миграционному состоянию соответствует повышение подвижности, а при наступлении размножения увеличиваются размеры половых желез, вырабатываются половые стероиды, усиливаются сперматогенез и овуляция. [c.39] Годовые ритмы сильно отличаются по устойчивости. Так, у славки-черноголовки ритмы миграционного беспокойства и линьки поддерживаются на протяжении многих циклов, а ритм изменения массы тела исчезает через год (Berthold et al., 1972). [c.40] Циркааннуальные ритмы определяются совокупным действием внешних и внутренних факторов. Они имеют широкое окно захватывания и зависят от нескольких периодических факторов, действие наиболее важных из них усиливается или ослабляется множеством других. [c.40] В экспериментальных условиях лучше всего изучены два экологических фактора. Так, у растений в начале вегетации при прорастании, раскрытии почек, облиствении, бутонизации главную регулирующую роль играет температура, которая определяет не только сроки наступления, но и продолжительность перечисленных фенофаз. Осенью понижение температуры обусловливает переход зимующих растений в вынужденный покой. Сезонный термопериодизм обеспечивает также прохождение годичного цикла у животных. В умеренных широтах с наступлением холодов некоторые млекопитающие впадают в спячку, а насекомые - в диапаузу. Такая же годовая периодика у организмов отмечается в аридных и семиаридных регионах с повышением летних температур. Правда, в регулировании сроков и продолжительности весенне-летних фенофаз основное значение имеет режим влажности, с колебаниями которой тесно связаны сезонные отклонения ритмов вегетации. [c.40] Для более полного представления о механизме циркааннуальной периодичности и сезонной изменчивости организмов нами продолжены исследования магнитной восприимчивости листьев разных растений в весенне-летний период вегетации. При этом принималось во внимание, что этот интегральный показатель физико-химических превращений в клетках может отражать не только циркадианную динамику биохимических процессов, но и циркааннуальный ритм обмена веществ. [c.42] В процессе изучения кинетики суммарной магнитной восприимчивости листьев растений в наших опытах определялось содержание диа- и парамагнетиков (калий, натрий, железо, кобальт и цинк), чтобы определить, как сказывается на ее величине их содержание. [c.44] В результате исследований выявлено, что магнитная восприимчивость листьев разных растений отличается относительно высокой гетерогенностью. Так, у листьев дикорастущих деревьев в мае она составляла от -0,504-10 (каштан, дуб) до -0,635 10 (робиния лжеакация), у плодовых - от -0,531-10 (рябина) до -0,580-10 (слива растопыренная), у хвойных - от -0,613-10 (сосна) до -0,635-10 (ель), у кустарников - от -0,552-10 (сирень) до -0,621-10 (смородина), у травянистых растений - от -0,538-10 (чистотел) до -0,600-10 (одуванчик, ландыш), у злаковых культур -от -0,607 -10 (пшеница) до -0,621 -10 (ячмень), а у низших растений - от -0,269- 10 (кукушкин лен) до -0,607-10 (папоротник). [c.44] В процессе вегетационной биодинамики магнитная восприимчивость листьев закономерно изменялась, уменьшаясь от диамагнетизма весной к относительному парамагнетизму в летние месяцы и в обратном направлении к осени (табл. 2). [c.44] Особенно четко майский и июньский диамагнетизм листьев снижался к июлю. Исключение составляли рябина, смородина и чистотел, максимальное снижение диамагнетизма листьев у которых наблюдалось в августе. К тому же на протяжении двух последних летних месяцев почти у всех исследованных листьев растений был наименьший диапазон разброса среднесуммарных показателей величин магнитной восприимчивости. [c.47] Вернуться к основной статье