CC BY
151
УДК [595.772-113.9:537.531]:591.5
Т. Ю. Олейникова, И. В. Мельник
ВОЗДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ПЛОДОВИТОСТЬ НАСЕКОМЫХ (НА ПРИМЕРЕ DROSOPHILA MELANOGASTER)
Введение
Всё многообразие живого на нашей планете возникло, эволюционировало и ныне существует благодаря непрерывному взаимодействию различных факторов внешней среды. Большинство этих факторов имеет электромагнитную природу [1]. Однако с развитием техносферы существующие естественные поля дополнились различными полями и излучениями антропогенного происхождения, что существенным образом отражается на развитии всего живого на Земле [2].
Важной задачей биологов является разработка эффективного и достоверного метода определения влияния электромагнитного поля (ЭМП) на живые организмы [3]. Проблематичным остается выявление достоверной оценки изменения физиологического состояния и основных жизненных функций биологических объектов, подвергнутых электромагнитному излучению. Необходим правильный выбор модельных объектов, приемлемых для решения этих задач [4].
Дрозофила - маленькое животное с коротким жизненным циклом длительностью около двух недель, что позволяет проследить влияние электромагнитного излучения на всех стадиях онтогенеза за небольшой промежуток времени.
Целью исследований являлось изучение воздействия ЭМП на плодовитость насекомых, а именно на плодовитость дрозофилы (Drosophila melanogaster). Исследовались четыре ее поколения. В опытах использовалось низкочастотное ЭМП в 5 Гц и высокочастотное в 27 ГГц.
Результаты исследований и их обсуждение
Результаты исследований показали, что изменение плодовитости дрозофил в поколениях имеет волновой характер. Во втором поколении хорошо заметно снижение данного показателя в высокочастотном и низкочастотном ЭМП (в 1,8 раза в высокочастотном и в 1,6 раза в низкочастотном) по сравнению с первым поколением (табл. 1).
Таблица 1
Влияние низкочастотных и высокочастотных ЭМП на плодовитость и выживаемость личинок Drosophila melanogaster
Вариант опыта Количество личинок, шт. Количество мух, шт.
Среднее мин макс Среднее мин макс
1 поколение
Контроль 610 585 624 7,2 533 527 541 5,2
ЭМП 27 ГГц 650 632 673 6,3 439 419 457 4,5
ЭМП 5 Гц 536 527 548 5,8 432 427 417 3,5
2 поколение
Контроль 540 523 562 4,3 387 364 402 4,3
ЭМП 27 ГГц 369 357 375 5,7 328 317 341 5,2
ЭМП 5 Гц 335 316 352 4,6 314 303 332 4,4
3 поколение
Контроль 547 536 551 4,1 447 430 465 2,7
ЭМП 27 ГГц 563 553 580 6,4 527 515 541 3,5
ЭМП 5 Гц 666 649 681 5,2 556 4,2
4 поколение
Контроль 750 743 764 3,4 576 559 587 7,2
ЭМП 27 ГГц 497 483 512 3,6 463 457 474 4,5
ЭМП 5 Гц 409 395 420 4,6 365 347 382 5,2
Выход мух составил 72, 89 и 94 % соответственно. Отмечено значительное увеличение плодовитости в третьем поколении (в 2 раза по сравнению со вторым). По отношению к третьему поколению в четвёртом плодовитость в высокочастотном ЭМП снизилась в 1,1 раза, в низкочастотном - в 1,6 раза. Выживаемость мух составила 77, 93 и 89 % соответственно.
Подобную тенденцию отмечали и другие исследователи. Так, например, по данным
Н. П. Залюбовской, выявлено снижение плодовитости Drosophila melanogaster, а также рост смертности в связи с увеличением времени экспозиции волн миллиметрового диапазона (ММ-диапазона) [5]. Рядом авторов показано снижение плодовитости Drosophila melanogaster в случае воздействия шумовым спектром коротковолнового излучения на стадии личинки и отмечена неравнозначная реакция на данный агент у особей разных генотипов [6, 7].
В наших исследованиях была отмечена обратная зависимость между плодовитостью и выходом мух, т. е. чем ниже плодовитость, тем выше выход мух. Так, наивысшая плодовитость у мух первого поколения наблюдалась в высокочастотном ЭМП, но выход мух здесь был наименьшим. Если в контроле количество мух было равно 533 (соответствует 87 % вылупившихся мух), в низкочастотном ЭМП - 432 мухи (81 %), то в высокочастотном ЭМП - 439 мух (66 %). Во втором поколении количество мух в контроле составляло 387, в высокочастотном ЭМП -328, в низкочастотном ЭМП - 314. Выход мух - 72, 89 и 94 % соответственно. Этот показатель был значительно выше, чем в предыдущем поколении.
Следует отметить повышенные показатели смертности мух во втором поколении в контроле, что может быть связано с некоторыми изменениями условий эксперимента: аэрации, температуры, качества питательной среды. Данные результаты свидетельствуют о некоторой адаптации насекомых к ЭМП. Можно говорить о вылуплении и выживании мух, наиболее приспособленных к условиям ЭМП.
Анализ динамики гибели дрозофил на протяжении четырех поколений показал, что максимальная смертность личинок наблюдается в высокочастотном ЭМП в первом поколении (dx = 0,35), во втором поколении этот показатель значительно меньше (dx = 0,23) (рис.). Его стабилизация наблюдалась к третьему поколению (dx = 0,26) и сохранялась в дальнейшем. График динамики смертности личинок дрозофилы в высокочастотном ЭМП показывает приспособление организмов на уровне группы к данному воздействию. Следует отметить, что происходило оно не сразу, а в течение нескольких поколений, удерживая величину смертности на определённом уровне.
а
с
с
а
ц
Ьй
X
cd
ц
D
tc
4
н
о
о
д
н
Он
ос
■ Контроль
Поколения □ Высокочастотно е ЭМП, 27 ГГц
□ Низкочастотное ЭМП, 5 Гц
Динамика смертности личинок Drosophila melongaster на протяжении четырёх поколений
Низкочастотное ЭМП, так же как и высокочастотное, оказывает значительное воздействие на уровень смертности, но величина его несколько ниже = 0,29). Во втором поколении смертность в данном опытном варианте значительно уменьшалась (ёХ = 0,21), в третьем возрастала (ёх = 0,3), а в четвёртом снова снижалась, при этом уровень смертности в первом, третьем, а также во втором и четвёртом поколениях практически одинаков. Следовательно, динамика этого показателя у личинок дрозофилы в низкочастотном ЭМП носила волновой характер.
is
Выводы
Результаты исследований свидетельствуют о том, что наивысшая плодовитость наблюдается у мух первого поколения в высокочастотном ЭМП при минимальной выживаемости личинок. В низкочастотном поле наблюдается подобная тенденция, однако выражена она слабее.
Динамика смертности личинок дрозофилы в высокочастотном ЭМП свидетельствует о приспособлении организмов на уровне группы к данному воздействию, причём происходит оно не сразу, а в течение нескольких поколений, стабилизируя величину смертности на определённом уровне. В низкочастотном ЭМП такой тенденции не отмечено.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Еськов Е. К. Актуальные проблемы изучения физиологических эффектов низкочастотных электрических полей в энтомологии // Биологические механизмы и феномены действия низкочастотных и статических электромагнитных полей на живые системы / под ред. Г. Ф. Плеханова. - Томск, 1984. - С. 19-23.
2. Frohlich H. Bose condensation of strongly excited longitudinal electric modes // Phys. Lett. 26 А. - 1968. - P. 402.
3. Чернышев В. В. Экология насекомых. - М.: Изд-во МГУ, 1996. - 304 с.
4. Орлов В. М. Насекомые в электрических полях (биологические феномены и механизм восприятия). -Томск: Изд-во Том. ун-та, 1990. - 112 с.
5. Залюбовская Н. П. К оценке действия микроволн миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов на различные биологические объекты: автореф. дис. ... канд. биол. наук. - Харьков, 1971. - 11 с.
6. Чернова Г. В., Каплан М. А., Арсланов Т. А. Результаты воздействия ЭМИ ММ-диапазона волн в шумовом режиме на различные стадии онтогенеза Drosophila melanogaster: тез. докл. регион. науч.-практ. конф. «Проблемы преподавания БЖ для учреждений образования». - Калуга, ГУ по делам ГО и ЧС КО, 2000. - С. 41-45.
7. Чернова Г. В., Каплан М. А., Арсланов Т. А. Некоторые особенности реагирования модельных объектов на ЭМИ КВЧ ММ-диапазона: тез. докл. межрегион. науч.-практ. конф. «Река Ока - третье тысячелетие». - Калуга: Изд-во КГПУ им. К. Э. Циолковского, 2001. - С. 214-217.
Статья поступила в редакцию 15.02.2011
INFLUENCE OF THE ELECTROMAGNETIC FIELD ON OF INSECTS FERTILITY
(ON THE EXAMPLE OF DROSOPHILA MELANOGASTER)
T. Yu. Oleynikova, I. V. Melnik
The conducted research gives a complex estimation of the influence of the electromagnetic field on the fertility of Drosophila melanogaster. A more evident influence of the high-frequency electromagnetic field on the development of insects was revealed during the research. Dynamics of the death rate of larvae of the drosophila in the low-frequency electromagnetic field had a wave character. The adaptation of organisms at the group level to the given influence was discovered in the high-frequency electromagnetic field. It does not happen at once, but during several generations, stabilizing the death rate on a certain value.
Key words: low-frequency electromagnetic field, high-frequency
electromagnetic field, Drosophila melanogaster.
