ЭФФЕКТЫ И ВОЗМОЖНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ НИЗКОЧАСТОТНОГО ЭМП НА СЕМЕНА ПШЕНИЦЫ НА РАЗЛИЧНЫХ СТАДИЯХ ИХ НАБУХАНИЯ
Аксенов С. И., Булычев А. А., Грунина Т. Ю., Горячев С. Н., Туровецкий В. Б.
Биологический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, 119899 Москва
Предполагается, что эффективность
воздействия слабых ЭМП низкой частоты на биологические процессы
связана с нестационарными процессами, которые обусловлены низкой
скоростью движения ионов под действием ЭДС, наводимой переменным
магнитным полем. При этом ионы успевают пройти за период лишь
часть расстояния между мембранами, и их периодическое движение
в неоднородной среде клетки способно привести к нелинейным эффектам
в отличие от влияния сильных ЭМП, где стационарное распределение
полей приводит к их падению на мембране с малой добавкой к уровню
ее шумов. Нелинейные эффекты ЭМП должны влиять на ионную силу
и величину рН в примембранном слое, вызывая переход слабосвязанных
периферических белков в воду или обратно. Малое изменение свободной
энергии из-за изменения динамики белков и мембран при таких переходах
определяет их чувствительность к слабым воздействиям. Исходя из
этих положений, изучено влияние обработки ЭМП низкой частоты (30
или 50 Гц, 30 мТл) на активацию ферментов эстераз и кинетику их
выхода, а также на изменение рН вблизи зародыша семян, число семян
с проростками и с корнями и длину проростков при воздействии поля
на разных стадиях набухания семян пшеницы. Обработка полем на
стадии высвобождения эстераз приводит к значительному увеличению
выхода продуктов их реакции с последующим замедлением кинетики
выхода со временем, в отличие от линейной кинетики в контроле
и на более ранних стадиях обработки. Данный эффект связывается
с влиянием высвобождения белков и их комплексов под действием
ЭМП на восстановление барьерной функции мембран. Обработка ЭМП
приводит также к заметному ускорению откачки протонов из среды,
измеряемому по изменению рН вблизи зародыша. Различие между опытом
и контролем после 23 и 24 ч набухания статистически достоверно
и достигает 0,4 ед. рН. Воздействие ЭМП на стадии формирования
корней в ходе набухания семян пшеницы с 50% всхожестью приводит
к статистически достоверному приросту числа семян, имеющих проростки,
и к еще большему приросту числа семян с корнями. Достоверно увеличивается
и длина проростков по сравнению с контролем и семенами, обработанными
на несколько часов позднее. В последнем случае отмечен прирост
числа семян с проростками при значительно меньшем влиянии на число
семян с корнями. Длительное воздействие поля в течение вторых
суток набухания достоверно уменьшает длину проростков при слабом
влиянии на число семян с проростками и корнями. Полученные данные
находятся в хорошем соответствии с предложенным механизмом воздействия
ЭМП - его
влиянием на высвобождение белков, ответственных за регуляцию разных
стадий реализации генетической программы прорастания семян. Это
ускоряет развитие растения, тогда как воздействие поля при прохождении
процессов деления клеток с чередованием высвобождения и связывания
белков и иных структур способно привести к их замедлению.