Эволюционная экология, новые аспекты состояния живого вещества.

Новосибирская область

Эволюционная экология, новые аспекты состояния живого вещества

Казначеев В.П., Михайлова Л.П.

«Прилагая новую мерку изучения жизни,

совершенно отличную от обычной,

мы подходим к явлениям и перспективам,

до сих пор невиданным».

(Вернадский В.И. Биосфера., 1967).

          Человечество, человек - неотъемлемая часть биосферы планеты Земля. Современная техносферная деформация биосферы (живого вещества - монолита жизни на Земле) все более ускоряется. Все более нарастают и необратимые изменения в биосфере - всех ее составляющих. На значимость экологических проблем, локальных и глобальных, указывают в своих работах Яншин A.JT и статьи в сб. «Глобальные экологические проблемы на пороге XXI века» [1, 2, 3, 4, 5, б, 7, 8, 9, 10, 11].

          В работах по биогеохимии В.И. Вернадский [ 12] впервые ставит вопрос о распределении химических элементов в живом веществе, при этом, он, описывая фундаментальные свойства живого и косного вещества (их различие), в 30-е годы XX века утверждает: «Физико-химические процессы, создающие живое естественное тело в биосфере, необратимы во времени. Возможно это окажется следствием особого состояния пространства-времени, имеющего субстрат, отвечающий неэвклидовой геометрии. Это можно сейчас высказать как научную рабочую гипотезу, подлежащую проверке. Из нее логически следует допущение, что в нашей реальности существуют явления перехода состояний пространств, геометрически разных, одно в другое. Существование живого вещества биосферы земли есть одно из проявлений такого рода». «Биогеохимия изучает атомный состав организмов, его отношение к атомной структуре образа жизни, проявление всех тех свойств организма, которые непосредственно обусловливаются его атомным строением» (стр. 12).

В свете сказанного глобальные и локальные экологические проблемы отражают не только оценку состояния (динамику) климата, биологического разнообразия, оценку иогеоценоза, этногенеза, демографии, здоровья настоящего и будущих поколений, народонаселения, но более глубокие космофизичсскис, квантово-атомные свойства живого вещества.

          За последние десятилетия уходят в прошлое лишь избирательные оценки отдельных экологических факторов (биогенные, химические, физические токсиканты, уровень ПДК, ПДВ и др.). Взаимодействие всех этих факторов (экзо-, эндоэкология) формирует новые условия сохранения биоты, здоровья и патологии человека. Этот уровень сосочетания разнообразия свойств атомов в биогеохимических потоках живое == космос, этот поток все более лимитируется космофизической средой нашей планеты. Прежние данные об изотопических (не радиоактивных) спектрах в живом веществе их различии, очевидно, обусловлены не только температурой среды жизни и реакциями т.н. термодинамического предпочтения [13, 14, 15,18], но и более сложными квантово-атомными механизмами в космофизическом пространстве планеты. Сегодня следует признать, что мысли В.И. Вернадского еще начала XX века оказались пророческими. Сегодня проблема динамики изотопических нерадиоактивных спектров атомов, вероятно, становится одной из центральных проблем глобальной (и локальной) экологии XXI века.

          В лабораториях Института клинической и экспериментальной медицины коллектив ученых более 40 лет исследует эти свойства живого вещества. Ниже мы выделим три наиболее важных раздела нашей работы.

          1. Космофизика Севера планеты: северная клетка

          (Л.П. Михайлова)

          В 60 годы учеными Сибирского отделения АМН - В.П.Казначеевым, Л.П. Михайловой, проводились исследования во время многочисленных экспедиций в районы Крайнего Севера: Норильск - 69° с.ш., Диксон - 73° с.ш, Надым - 64° с.ш. [16,17,28,29].

          Ниже приводятся результаты этих исследований.

          Изучалось поведение клеточной культуры человека (RH-почка, L-41 лейкоциты человека) в синхронных экспериментах в условиях средних широт (в г. Новосибирске 53° с.ш.) и на различных широтах Азиатской территории севера России (Норильск 69° с.ш., Диксон 73° с.ш., Надым 64° с.ш.). Проведено более 500 экспериментов. Клетки выращивались в различные сезоны года. В качестве критериев для оценки степени влияния космофизических факторов на клетки использовались следующие четыре параметра: митотический индекс (МА), плотность роста клеточной культуры (SP), морфология и ферментативная активность (SDZ, LDZ). Были получены результаты, подтверждающие предположение, что в соответствующих приполярных «космофизических» регионах планеты непосредственно клетка является прямым объектом взаимодействия с космофизической средой и это воздействие играет существенную витальную роль в поведении клеток. В связи с этим была сформулирована концепция « Проблема северной клетки «. Поставлены новые задачи в поиске объяснения приполярных процессов адаптации, эволюции патологии с учетом непосредственного воздействия космофизических факторов приполярных территорий на клетки организма человека и животных. Отличительной особенностью этих экспериментов является необходимость учета следующего;

во-первых, в каждом географическом пункте в конкретное время существует специфическая космофизическая и метеорологическая обстановка, обуславливающая локальное влияние на биосферу;

во-вторых, указанные экологические факторы наряду с локальными проявлениями характеризуются и глобальными эффектами и, поэтому, значительные изменения факторов должны отражаться на жизнедеятельности системы синхронно.

          Ретроспективное сопоставление роста клеточной культуры с гелиогеофизическими индексами, позволило выявить корреляционную связь с полярностью магнитного поля. Возмущение геомагнитного поля за несколько дней до посадки клеточной культуры также влияло на проявлении этой зависимости.

          Кроме того, оказалось, что при больших значениях F-индекса (большие вспышки на олнце) и смене полярности межпланетного магнитного поля с (+) на (-) клеточный монослой рос хуже (был реже).

На рис. 1 приведены суммарные данные, показывающие, что в период выраженной гелиогеомагнитной обстановки на 69-ой широте (Норильск) в отличие от средних широт (Новосибирск) наблюдается быстрый рост клеточной культуры, монослой погиб на 6-ой день; в то же самое время в Новосибирске монослой оставался жизнеспособным в течение 11 дней. Митотический индекс (МА) выше в Норильске, т.е. в неблагоприятной космофизической обстановке срок жизни клеточного монослоя сокращается на 1/3 по сравнению с Новосибирском. Особенно это наблюдается в те дни, когда межпланетное магнитное поле имеет секторный знак «+»

          При изучении клеточного монослоя в синхронном эксперименте Надым-Новосибирск установлено, что монослой не погибает, но его рост очень замедляется (редкий монослой), и падает количество делящихся клеток. Таким образом, мы можем считать, что на этой широте космофизические факторы действуют угнетающе па клеточный монослой.

08_2001_Эволюционная экология, новые аспекты состояния живого вещества.pdf