CC BY
56
Труды ИБВВ РАН, вып. 84(87), 2018
Transactions of IBIW, issue 84(87), 2018
УДК 577.359
ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ И ВЕКТОРНОГО ПОТЕНЦИАЛА МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ГРАВИТРОПИЧЕСКУЮ РЕАКЦИЮ СТЕБЛЕЙ ЛЬНА (ЬМиМБ1ЕШЕ) И ПЛОДОВИТОСТЬ ДАФНИЙ (БАРИМА МАСМА)
В. В. Крылов1, А. А. Батракова2, А. Н. Камшилин3, О. Д. Зотов4, Б. И. Клайн4
1 Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН 152742 пос. Борок, Ярославская обл., Некоузский р-н, e-mail: kryloff@ibiw.yaroslavl.ru 2Яpоcлавcкий государственный университет им. П.Г. Демидова 150057Ярославль, пр. Матросова, 9 3Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН 123995 Москва, ул. Большая Грузинская, 10 стр. 1 4Геофизическая обсерватория «Борок» ИФЗ РАН 152742 пос. Борок, Ярославская обл., Некоузский р-н
Исследовано влияние электромагнитных полей и векторного магнитного потенциала на биологические объекты из различных таксономических групп: Daphnia magna Straus (Branchiopoda: Daphniidae) и Linum bienne Mill. (Dicotyledones: Linaceae). Биологическая эффективность векторного магнитного потенциала не нашла экспериментального подтверждения в рамках данных экспериментов. Полученные результаты указывают на необходимость учета всего множества факторов, генерируемых источниками векторного потенциала, при планировании подобных экспериментов.
Ключевые слова: лен, дафнии, векторный магнитный потенциал, гравитропическая рекция, плодови-
тость.
DOI: 10.24411/0320-3557-2018-10024
ВВЕДЕНИЕ
Аносов и др., 2008 (Anosov et а1., 2008)]. Авторы этих работ сообщают, что из-за неточности сборки устройства в месте расположения биологических образцов присутствовало остаточное магнитное поле рассеяния, составляющее доли мТл. Магнитные поля с такой величиной индукции могут оказывать существенное воздействие на биологические объекты [Krylov, 2008; Belova, Pancheliuga, 2010; Lagroye et а1., 2011]. Для уменьшения влияния поля рассеяния авторы использовали цилиндрический стальной экран, сверху и снизу которого располагали биологические образцы [Anosov, Trukhan, 2003; Трухан, Аносов, 2007 (Trukhan, Anosov, 2007); Аносов и др., 2008 (Anosov et а1., 2008)]. Однако ослабление постоянного поля Земли, также является значимым фактором, влияющим на живые системы [Kantserova et а1., 2017; ВтЫ, Рга1ю, 2017; ТаПкта et а1., 2017]. Таким образом, биологические образцы в опубликованных ранее экспериментальных исследованиях подвергались воздействию следующих комбинаций факторов: векторный потенциал и остаточное поле рассеяния (без экранирования) или векторный потенциал и существенно измененное геомагнитное поле (в случае экранирования). То есть, на основании опубликованных данных невозможно сделать однозначный вывод о том, что именно приводило к описанным авторами биологическим эффектам [Anosov, Trukhan, 2003; Трухан, Аносов, 2007 (Trukhan, Anosov, 2007); Аносов и др., 2008 (Anosov et я!., 2008)]: векторный
Обнаруженные нами экспериментальные работы в этом направлении вызывают вопросы относительно методической проработки опытов. В частности, в некоторых экспериментах для создания безроторного векторного потенциала была использована конструкция из самарий-кобальтовых магнитов, замкнутых с помощью стальных магнитопроводов в кольцевую систему [Anosov, Тт^ап, 2003; Трухан, Аносов, 2007 (Тт^ап, Anosov, 2007);
потенциал или изменения магнитного поля Земли.
Целью данной работы было исследование возможного влияния электромагнитных полей и векторных потенциалов на растительные и животные организмы.
Для генерации векторных потенциалов авторы использовали разработанный в ИФЗ РАН под руководством А.Н. Камшилина трансформаторный датчик тока (ТДТ), входя-
МАТЕРИАЛЫ
В качестве объектов исследования авторы выбрали чувствительные к различным электромагнитным полям виды [Белова, Лед-нев, 2000 (Belova, Lednev, 2000); Krylov, 2008]: лён двулетний Linum bienne Mill. и большая дафния Daphnia magna Straus.
Для генерации векторного потенциала использовали ТДТ, представляющие собой замкнутые тороидальные магнитопроводы из магнитомягкого сплава МДС277. Внутренний диаметр кольца ТДТ равнялся 104 мм. Снаружи магнитопровода находилась обмотка из 5000 витков медного провода диаметром 0.2 мм (индуктивность 20 Гн). При подаче тока на обмотку магнитное поле создавалось внутри магниторовода, векторный потенциал этого поля был сосредоточен внутри пространства, окруженного кольцом ТДТ, и в ближней зоне перпендикулярной плоскости кольца.
Постоянный векторный потенциал. Для оценки биологических эффектов постоянного векторного потенциала использовали гра-витропическую реакцию в отрезках стеблей L. bienne. Семена льна проращивали 3-4 суток в термостате при 25 оС в специальных растильнях. Во время этого процесса свет в термостат не поступал. Когда проростки достигали длины 4-5 см, от их апикальной части отрезали развивающиеся листовые пластинки. Затем, отступив 3 см, отрезали базальную часть проростка. Полученные фрагменты стеблей длиной 3 см раскладывали горизонтально на чашки Петри с фильтровальной бумагой, смоченной 5 мл дистиллированной воды. На одну чашку выкладывали по 15-20 отрезков стеблей льна. Положение их базальных концов фиксировали деревянными брусками. Во избежание возможного фототропизма, указанные выше операции проводили в красном свете. Фрагменты стеблей в чашках Петри подвергались экспозиции в контрольных и экспериментальных условиях в полной темноте в течение 2-ух часов. Такое время экспозиции было определено как оптимальное на основе результатов предварительных экспериментов, в которых
щий в состав бесконтактного измерителя плотности тока в проводящих средах [Волкова и др., 2011 (Уо1коуа et а1., 2011)]. Такие измерители широко используются в геоэлектрических исследованиях [Казначеев и др., 2011 (КагпаЛеуеу et а1., 2011); Камшилин, Казначеев, 2016 (Kamshi1in, КаЕпаЛеуеу, 2016)]. В работе авторы использовали ТДТ как возбудитель полей, в которых были экспонированы живые организмы.
И МЕТОДЫ
оценивали зависимость угла вертикального отклонения апикальной части отрезков стеблей льна от времени нахождения в горизонтальном положении.
При подаче постоянного тока на обмотку ТДТ авторы регистрировали остаточное магнитное поле рассеяния. Измерения выполняли при помощи феррозондового магнитометра НВ0599Б (НПО "ЭНТ", Санкт-Петербург, Россия). Ток силой 0.2 А, который использовали в экспериментах, возбуждал в месте расположения биологических образцов остаточное магнитное поле рассеяния в пределах 75-80 мкТл. Для объективных выводов в отношении возможных биологических эффектов магнитного векторного потенциала нам необходимо было экранировать магнитное поле рассеяния и предусмотреть дополнительный экспериментальный вариант, в котором геомагнитное поле будет ослаблено до того же значения.
Для экранирования образцов авторы использовали два цилиндрических стакана диаметром 95 мм, изготовленных из двухслойного пермаллоя. Внутри обоих стаканов размещали малые чашки Петри диаметром 80 мм с отрезками стеблей льна. Снаружи одного из стаканов находился ТДТ, генерирующий постоянный векторный потенциал. Поскольку экспозицию фрагментов стеблей проводили в темноте во избежание возможного фототропизма, фактор затенения образцов стаканами, важный в опытах с использованием других объектов, был неактуальным. Внутри обоих стаканов в месте расположения биологических образцов были проведены измерения индукции магнитного поля в горизонтальном и вертикальном направлении, как при наличии, так и при отсутствии тока в обмотке ТДТ. Результаты прямых измерений подтвердили одинаковую величину ослабления индукции поля внутри стаканов до значения 1 ± 0.1 мкТл. В качестве контрольных условий использовали немоди-фицированное геомагнитное поле, где также размещали чашку Петри с отрезками стеблей льна. Таким образом, в экспериментах иссле-
довали 3 варианта воздействий: геомагнитное поле (контроль), векторный потенциал в гипо-магнитных условиях (без остаточного магнитного поля рассеяния) и гипомагнитные условия.
После экспозиции апикальные части фрагментов стеблей отклонялись от горизонтальной плоскости за счет гравитропической реакции. Для регистрации этого биологического ответа отрезки стеблей льна выкладывали на темный картон, и проводили фотосъемку с помощью фотоаппарата Canon (Япония). Затем на полученных снимках при помощи программы ImagePro Plus (Media Cybernetics, USA) определяли угол изгиба для каждого образца. На основе этих измерений рассчитывали средний угол изгиба отрезков стеблей льна в каждой группе.
Эксперимент был проведен в 4 независимых и разделенных во времени повторно-стях. Статистическую значимость различий между контрольными и экспериментальными вариантами определяли при помощи критерия Даннета при p < 0.05.
Переменный векторный потенциал. Для оценки биологических эффектов переменного векторного потенциала использовали продукционные показатели размножающихся партеногенетически рачков D. magna.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Переменный векторный потенциал генерировали при помощи ТДТ, на обмотку которого подавали переменное напряжение 4В, 500 Гц от генератора сигналов Г3-56. Ранее было показано, что переменное магнитное поле с частотой 500 Гц и величиной индукции 1.8 мкТл снижает выживаемость, увеличивает сроки созревания, влияет на количество и размеры производимого потомства у дафний, при непрерывном содержании рачков в этих условиях [Кгу1оу, 2008].
Поскольку рабочий объем внутри ТДТ был ограничен, каждая исследованная группа состояла из 10 особей. Все экспериментальные процедуры соответствовали стандартной методике биотестирования [Методика..., 1999 (Ме1о&ка..., 1999)]. Дафнии содержались в контрольных условиях (геомагнитное поле) или экспонировались в переменном векторном потенциале с первого дня жизни до появления первого потомства. Оценивали: выживаемость рачков (число живых дафний к моменту появления первого потомства), время появления первого потомства и численность потомства в первом выводке. Эти показатели исчерпывающе отражают влияние различных факторов на физиологические процессы у дафний [гайаепш, 1987].
Постоянный векторный потенциал.
Заметно, что угол изгиба отрезков стеблей льна из всех экспериментальных вариантов был ниже в сравнении с контрольными значениями. Причем в двух повторностях опыта угол изгиба стеблей значимо снижался после
экспозиции в гипомагнитных условиях, как в присутствии, так и в отсутствии постоянного векторного потенциала (Табл. 1). Значимых изменений этого показателя, вызванных векторным потенциалом, авторы не зарегистрировали.
Таблица 1. Оценка влияния постоянного векторного потенциала в условиях экранирования на гравитропиче-скую реакцию в отрезках стеблей льна
Table 1. An estimation of constant vector potential influence on the gravitropic curvature in flax segments under shielding conditions
Повторность Replication Контроль Control Гипомагнитные условия Hypomagnetic conditions Гипомагнитные условия и векторный потенциал Hypomagnetic conditions and vector potential
1 23.50 ± 3.40 19.50 ± 3.25 22.09 ± 2.79
2 23.81 ± 3.79 16.60 ± 3.32* 10.56 ± 1.48*
3 16.31 ± 2.23 15.75 ± 1.60 15.13 ± 2.73
4 10.77 ± 1.91 7.13 ± 1.04* 7.81 ± 0.91*
Примечание. Данные представлены как среднее ± стандартная ошибка; звездочками обозначены достоверные отличия от контроля при p < 0.05 (однофакторный дисперсионный анализ, критерий Даннета).
Note. Data are represented as mean ± standard error; asterisks denote significant differences from the control at p <0.05 (one-way ANOVA, Dunnett's test).
Чтобы убедиться в чувствительности отдельный эксперимент без применения экра-
гравитропической реакции именно к экспози- нирующих стаканов из пермаллоя (табл. 2).
ции в гипомагнитных условиях, мы провели Угол изгиба отрезков стеблей льна в кон-
трольных и опытных группах различался незначимо. То есть, без применения пермаллое-вых экранов наблюдавшийся в предыдущем эксперименте эффект снижения угла изгиба стеблей отсутствовал. Исследуемый показатель реагировал в основном на ослабление геомагнитного поля, а не на присутствие постоянного векторного потенциала.
Переменный векторный потенциал.
Результаты эксперимента приведены в таблице 3. Экспозиция в переменном векторном потенциале не повлияла на выживаемость и созревание (время появления первого потомства) дафний. Однако, в одной из двух повторностей опыта, действие исследуемого фактора привело к снижению численности производимого потомства, после экспонирования родительских особей в ТДТ. Этот эффект повлек за собой снижение числа потомков в объединенной опытной выборке по сравнению с контролем
на уровне статистической тенденции. В другой повторности опыта, экспозиция родительских особей в ТДТ не привела к изменению числа новорожденных рачков.
Таблица 2. Оценка влияния постоянного векторного потенциала на гравитропическую реакцию в отрезках стеблей льна
Table 2. An estimation of constant vector potential influence on the gravitropic curvature in flax segments
Повторность Replication Контроль Control Векторный потенциал Vector potential
1 26.15 ± 4.16 20.25 ± 2.42
2 21.60 ± 2.22 22.33 ± 1.84
3 17.78 ± 2.16 16.45 ± 2.47
Примечание. Данные представлены как среднее ± стандартная ошибка.
Note. Data are represented as mean ± standard error.
Таблица 3. Оценка влияния переменного векторного потенциала на выживаемость и продукционные показатели D. magna
Table 3. An estimation of alternating vector potential influence on the survival and fecundity in D. magna
Группа Group Выживаемость, % Survival, % Появление первого потомства, сут. Day of the first offspring appearance Число потомков в первом выводке Number of neonates in the first brood
Контроль 90 6.89±0.11 8.78±0.60
Повторность 1 100 6.80±0.13 8.10±0.67
Повторность 2 100 6.90±0.10 6.40±0.65*
Две повторности суммарно 100 6.85±0.08 7.25±0.50f
Примечание. В двух последних столбцах данные представлены как среднее ± стандартная ошибка; звездочками обозначены достоверные отличия от контроля при p < 0.05 (однофакторный дисперсионный анализ, критерий Даннета).
Note. Data in the last two columns are represented as mean ± standard error; asterisks denote significant differences from the control at p <0.05 (one-way ANOVA, Dunnett's test).
ОБСУЖДЕНИЕ
Прежде всего, необходимо отметить, что проведенные исследования - это первая практическая попытка использования ТДТ в качестве источника магнитных векторных потенциалов. Данный подход, в отличие от конструкции из самарий-кобальтовых магнитов, замкнутых с помощью стальных магнитопро-водов в кольцевую систему [Anosov, Тт^ап, 2003; Трухан, Аносов, 2007 (Тт^ап, Anosov, 2007); Аносов и др., 2008 (Anosov et а1., 2008)], позволяет генерировать переменные векторные потенциалы и электрические поля. На наш взгляд, ТДТ могут успешно использоваться в биофизических экспериментах, нацеленных на исследование биологических эффектов этих факторов.
Обнаруженная нами модуляция угла гравитропического изгиба у отрезков стеблей льна в ответ на изменение магнитного фона, но
не постоянного векторного потенциала согласуется с имеющимися данными. В частности группа под руководством Н.И. Богатиной, работая с проростками кресс-салата, обнаружила, что слабые постоянные МП с величиной индукции более 2-4 мкТл, воспроизводимые внутри пермаллоевого экрана, стимулировали гравитропическую реакцию корней. При генерации полей с меньшей интенсивностью число отклоняющихся от горизонтальной плоскости корней в выборке резко сокращалось [Богати-на и др., 2006 (Bogatina et а1., 2006)]. Более того гравитропическая реакция корней кукурузы, кресс-салата и гороха [Богатина и др., 2005 (Bogatina et а1., 2005); Шейкина и др., 2008 ^еукта et а1., 2008); Богатина и др., 2011 (Bogatina et а1., 2011)] значимо модулировалась НЧ МП с «резонансными» параметрами согласно модели, предложенной В.В. Ледневым
[Ве1оуа, РапЛеН^а, 2010]. Н.А. Белова и В.В. Леднев показали, что экспозиция отрезков стеблей трех видов цветковых растений: проса, льна и клевера в НЧ МП с параметрами резонанса для ионов кальция согласно модели параметрического резонанса в биосистемах (85.6 мкТл, 35.6 Гц на фоне геомагнитного поля 46.5 мкТл в качестве постоянной компоненты) приводила к значимому увеличению угла изгиба по сравнению с контролем, находившемся в геомагнитном поле [Белова, Леднев, 2000 (Ве1оуа, Lednev, 2000)]. При использовании НЧ МП с параметрами резонанса для ионов калия (85.6 мкТл, 54.7 Гц на фоне геомагнитного поля 46.5 мкТл в качестве постоянной компоненты) наблюдали обратный эффект. Вероятно, магнитные поля оказывают влияние на одно из звеньев в цепи процессов от восприятия растением силы тяжести до, собственно, формирования тропизма.
Результаты экспериментов с дафниями также не позволяют утверждать о биологической эффективности переменного векторного потенциала. При подаче переменного тока на ТДТ, помимо векторного потенциала генерируется ещё и переменное электрическое поле, прямые измерения которого авторы не проводили. То есть биологические образцы были экспонированы в комбинации факторов, а наблюдаемые эффекты могли возникнуть как вследствие воздействия каждого из них, так и в результате влияния взаимодействия переменного электрического поля и переменного векторного потенциала.
Эффекты воздействия комбинации факторов, генерируемой при подаче переменного тока на ТДТ, были менее выраженными, по сравнению с эффектами магнитных полей. В частности при действии переменного магнитного поля (500 Гц 1.8 мкТл) на рачков наблюдали снижение выживаемости и более продолжительные сроки созревания дафний [Кгу1оу, 2008], чего не регистрировали в данном эксперименте. Изменения в числе производимого потомства - более «тонкий» показатель. Когда неблагоприятный фактор довольно слаб, родительская особь благополучно справляется с этим воздействием (выживаемость и созревание не меняются) за счет перераспределения ресурсов между родительским организмом и потомством, в основном, за счет резорбции яиц [Л1ек8ееу, Ьашрей, 2004].
Полученные нами результаты не подтвердили биологическую эффективность векторного потенциала магнитного поля. Однако существует вероятность того, что реакции биологических объектов на этот фактор носит видоспецифичный характер, и использованные нами тест-системы не воспринимают векторные потенциалы магнитного поля. Можно также предположить, что векторные потенциалы с другими параметрами повлияют на живые системы. Кроме этого, полученные результаты указывают на необходимость учета всего множества факторов, генерируемых источниками векторного потенциала, при планировании подобных экспериментов.
Работа выполнена в рамках государственного задания (тема № АААА-А18-118012690222-4).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Аносов В.Н., Емец В.И., Заико В.М., Сускова B.C., Трухан Э.М., Цыпин А.Б. Воздействие вариации векторного потенциала на параметры моноцитарно-макрофагальной системы мышей в лабораторных условиях // Биофизика. 2008. Т. 53. № 2. С. 378-383.
Белова Н.А., Леднев В.В. Активация и ингибирование гравитропической реакции растений с помощью слабых комбинированных магнитных полей // Биофизика. 2000. Т. 45. № 6. С. 1102-1106.
Бинги В.Н. Принципы электромагнитной биофизики. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2011. 591 с.
Богатина Н.И., Шейкина Н.В., Кордюм Е.Л. Влияние комбинированного магнитного поля на гравитропическую реакцию растений и спектр электромагнитного излучения, генерируемого ими в процессе роста // Радиофизика и электроника. 2005. Т. 10. № 2. С. 331-335.
Богатина Н.И., Шейкина Н.В., Кордюм Е.Л. Влияние ориентации корней относительно комбинированного магниного поля на изменение гравитропической реакции корней кресс-салата и кукурузы. Эксперимент и новая гипотеза, механизм адаптации // Физика живого. 2011. Т. 19. №2. С. 13-23.
Богатина Н.И., Шейкина Н.В., Кордюм Е.Л. Изменения гравитропической реакции, вызванные постоянным магнитным полем // Биофизический вестник. 2006. № 17. С. 78-82.
Волкова Е.Н., Камшилин А.Н., Казначеев П.А., Попов В.В. Устройство для измерения компонент вектора плотности тока в проводящих средах // Патент RU 2483332. 2011. МПК7 G01V 3/08.
Казначеев П.А., Камшилин А.Н., Попов В.В. Измерение локальной плотности тока в земной коре // Вестник МЭИ. 2011. № 5. С. 57-63.
Камшилин А.Н., Казначеев П.А. Технические и методические особенности активного геоэлектрического мониторинга // Системы контроля окружающей среды. 2016. № 4. С. 7-13.
Токсикологические методы контроля // Методика определения токсичности воды по смертности и изменению плодовитости дафний. М.: Гос. комитет РФ по охране окружающей среды, 1999. 35 с.
Трухан Э.М., Аносов В.Н. Векторный потенциал как канал информационного воздействия на живые объекты // Биофизика. 2007. Т. 52. № 2. С. 376-381.
Шейкина Н.В., Бондаренко В.А., Богатина Н.И. Влияние внешних магнитных шумов на гравитропическую реакцию растений и на амплитуду и спектр генерируемого ими в процессе роста магнитного шума // Биофизический вестник. 2008. № 20. С. 96-107.
Aharonov Y., Bohm D. Significance of electromagnetic potentials in the quantum theory // Phys. Rev. 1959. Vol. 115. P. 485-491.
Alekseev V., Lampert W. Maternal effects of photoperiod and food level on life history characteristics of the cladoceran Daphniapulicaria Forbes// Hydrobiologia. 2004. Vol. 526. № 1. P. 225-230.
Anosov V.N., Trukhan E.M. A new approach to the problem of weak magnetic fields: an effect on living objects // Dokl. Biochem. Biophys. 2003. Vol. 392. P. 274-278.
Binhi V.N., Prato F.S. Biological effects of the hypomagnetic field: an analytical review of experiments and theories // PLoS One. 2017. Vol. 12. № 6. e0179340.
Kantserova N.P., Krylov V.V., Lysenko L.A., Ushakova N.V., Nemova N.N. Effects of hypomagnetic conditions and reversed geomagnetic field on calcium-dependent proteases of invertebrates and fish // Izv. Atmos. Ocean. Phys. 2017. Vol. 53. № 7. P. 719-723.
Krylov V.V. Impact of alternating electromagnetic field of ultralow and low frequencies upon survival, development, and production parameters in Daphnia magna Straus (Crustacea, Cladocera) // Inland Water Biol. 2008. Vol. 1. № 2. P. 134-140.
Lagroye I., Percherancier Y., Juutilainen J., De Gannes F.P., Veyret B. ELF magnetic fields: animal studies, mechanisms of action // Prog. Biophys. Mol. Biol. 2011. Vol. 107. P. 369-373.
Talikina M.G., Izyumov Yu.G., Krylov V.V. The impact of hypomagnetic conditions and light deprivation on mitosis of germ cells and body length of prelarvae in roach (Rutilus rutilus L.) // Inland Water Biol. 2017. Vol. 10. № 2. P. 243-245.
Zaffagnini F. Reproduction of Daphnia // Mem. Ist. Ital. Idrobiol. 1987. Vol. 45. P. 245-284.
Zhadin M.N. Review of Russian literature on biological action of DC and low-frequency AC magnetic fields // Bioelectromagnetics. 2001. Vol. 22. P. 27-45.
REFERENCES
Aharonov Y., Bohm D. Significance of electromagnetic potentials in the quantum theory // Phys. Rev. 1959. Vol. 115. P. 485-491.
Alekseev V., Lampert W. Maternal effects of photoperiod and food level on life history characteristics of the cladoceran Daphnia pulicaria Forbes// Hydrobiologia. 2004. Vol. 526. № 1. P. 225-230.
Anosov V.N., Emetz V.I., Zaiko V.M., Suskova V.S., Trukhan E.M., Tsypin A.B. Vozdeystviye variatsii vektornogo potentsiala na parametry monotsitarno-makrofagal'noy sistemy myshey v laboratornykh usloviyakh [Effect of vector potential variation on monocyte-macrophage system parameters of mice in laboratory conditions] // Biofizika. 2008. T. 53. № 2. S. 378-383. [In Russian]
Anosov V.N., Trukhan E.M. A new approach to the problem of weak magnetic fields: an effect on living objects // Dokl. Biochem. Biophys. 2003. Vol. 392. P. 274-278.
Belova N.A., Lednev V.V. Aktivatsiya i ingibirovaniye gravitropicheskoy reaktsii rasteniy s pomoshch'yu slabykh kombinirovannykh magnitnykh poley [Activation and inhibition of the gravitropic reaction of plants by the weak combined magnetic fields] // Biofizika. 2000. T. 45. № 6. S. 1102-1106. [In Russian]
Belova N.A., Pancheliuga V.A. Lednev's model: theory and experiment // Biophysics. 2010. Vol. 55. № 4. P. 661-674.
Binhi V.N. Principles of Electromagnetic Biophysics. Moscow: FIZMATLIT, 2011. 591 s. [In Russian]
Binhi V.N., Prato F.S. Biological effects of the hypomagnetic field: an analytical review of experiments and theories // PLoS One. 2017. Vol. 12. № 6. e0179340.
Bogatina N.I., Sheykina N.V., Kordyum Ye.L. Izmeneniya gravitropicheskoy reaktsii, vyzvannyye postoyannym magnitnym polem [Changes in the gravitropic reaction caused by a constant magnetic field] // Biofizicheskiy vestnik. 2006. № 17. S. 78-82. [In Russian]
Bogatina N.I., Sheykina N.V., Kordyum Ye.L. Vliyaniye kombinirovannogo magnitnogo polya na gravitropicheskuyu reaktsiyu rasteniy i spektr elektromagnitnogo izlucheniya, generiruyemogo imi v protsesse rosta [Influence of a combined magnetic field on the gravitropic reaction of plants and the spectrum of electromagnetic radiation generated by them during growth] // Radiofizika i elektronika. 2005. T. 10. № 2. S. 331-335. [In Russian]
Bogatina N.I., Sheykina N.V., Kordyum Ye.L. Vliyaniye oriyentatsii korney otnositel'no kombinirovannogo magninogo polya na izmeneniye gravitropicheskoy reaktsii korney kress-salata i kukuruzy. Eksperiment i novaya gipoteza, mekhanizm adaptatsii [Effect of orientation of the roots relative to the combined magnetic field on the change in the gravitropic reaction of the roots of watercress and maize. Experiment and a new hypothesis, the mechanism of adaptation] // Fizika zhivogo. 2011. T. 19. №2. S. 13-23. [In Russian]
Kamshilin A.N., Kaznacheyev P.A. Tekhnicheskiye i metodicheskiye osobennosti aktivnogo geoelektricheskogo monitoringa [Technical and methodological features of active geoelectric monitoring] // Sistemy kontrolya okruzhayushchey sredy. 2016. № 4. S. 7-13. [In Russian]
Kantserova N.P., Krylov V.V., Lysenko L.A., Ushakova N.V., Nemova N.N. Effects of hypomagnetic conditions and reversed geomagnetic field on calcium-dependent proteases of invertebrates and fish // Izv. Atmos. Ocean. Phys. 2017. Vol. 53. № 7. P. 719-723.
Kaznacheyev P.A., Kamshilin A.N., Popov V.V. Izmereniye lokal'noy plotnosti toka v zemnoy kore [Measurement of local current density in the Earth's crust] // Vestnik MEI. 2011. № 5. S. 57-63. [In Russian]
Krylov V.V. Impact of alternating electromagnetic field of ultralow and low frequencies upon survival, development, and production parameters in Daphnia magna Straus (Crustacea, Cladocera) // Inland Water Biol. 2008. Vol. 1. № 2. P. 134-140.
Lagroye I., Percherancier Y., Juutilainen J., De Gannes F.P., Veyret B. ELF magnetic fields: animal studies, mechanisms of action // Prog. Biophys. Mol. Biol. 2011. Vol. 107. P. 369-373.
Sheykina N.V., Bondarenko V.A., Bogatina N.I. Vliyaniye vneshnikh magnitnykh shumov na gravitropicheskuyu reaktsiyu rasteniy i na amplitudu i spektr generiruyemogo imi v protsesse rosta magnitnogo shuma [Influence of external magnetic noise on the gravitropic reaction of plants and on the amplitude and spectrum of magnetic noise generated by them during growth] // Biofizicheskiy vestnik. 2008. № 20. S. 96-107. [In Russian]
Talikina M.G., Izyumov Yu.G., Krylov V.V. The impact of hypomagnetic conditions and light deprivation on mitosis of germ cells and body length of prelarvae in roach (Rutilus rutilus L.) // Inland Water Biol. 2017. Vol. 10. № 2. P. 243-245.
Toxicological control methods. 1999. Metodika opredeleniya toksichnosti vody po smertnosti i izmeneniyu plodovitosti dafnii [Methods of Determining the Toxicity of Water by the Mortality and Fecundity Changes in Daphnids], Moscow: Gos. Komitet RF po Okhrane Okruzhayushchei Sredy. 35 s. [In Russian]
Trukhan E.M., Anosov V.N. Vektornii potentsial kak kanal informatsionnogo vozdeystviya na zhivyye ob'yekty [Vector potential as a channel of informational effect on living objects] // Biofizika. 2007. T. 52. № 2. S. 376-381. [In Russian]
Volkova E.N., Kamshilin A.N., Kaznacheyev P.A., Popov V.V. Ustroystvo dlya izmereniya komponent vektora plotnosti toka v provodyashchikh sredakh [The device for measuring the components of the current density vector in conducting media] // Patent RU 2483332. 2011. MPK7 G01V 3/08. [In Russian]
Zaffagnini F. Reproduction of Daphnia // Mem. Ist. Ital. Idrobiol. 1987. Vol. 45. P. 245-284.
Zhadin M.N. Review of Russian literature on biological action of DC and low-frequency AC magnetic fields // Bioelectromagnetics. 2001. Vol. 22. P. 27-45.
THE INFLUENCE OF ELECTROMAGNETIC FIELDS AND VECTOR POTENTIAL OF MAGNETIC FIELD ON GRAVITROPIC REACTION IN FLAX STEMS
AND FECUNDITY IN DAPHNIA MAGNA
V. V. Krylov1, A. A. Batrakova2, A. N. Kamshilin3, O. D. Zotov4, B. I. Klain4
lPapanin Institute for Biology ofInland Waters Russian Academy of Sciences, 152742 Borok, Yaroslavl oblast, Russia, e-mail: kryloff@ibiw.yaroslavl.ru 2P.G. Demidov Yaroslavl State University, 150057 Yaroslavl, Russia 3 Schmidt Institute of Physics of the Earth Russian Academy of Sciences, 123995 Moscow, Russia 4Borok Geophysical Observatory IPERAS, 152742 Borok, Yaroslavl oblast, Russia
The effects of electromagnetic fields and vector magnetic potential on biological objects from various taxa (Daphnia magna Straus and Linum bienne Mill.) were studied. The experiments did not confirm a biological effectiveness of the vector magnetic potential. Obtained results indicate the necessity of taking into account all the factors generated by the sources of the vector potential when planning such experiments.
Keywords: flax, daphnia, vector magnetic potential, gravitropic reaction, fecundity
