Общность динамики суточных ритмов электрических токов в водной электрохимической ячейке и вО нутренней среде растений

Татаркин С.В., Цетлин В.В.

УРАН ГНЦ  РФ – Институт медико-биологических проблем, Москва, Россия

e-mail: V_Tsetlin@mail.ru

О существовании природных ритмов и их влиянии на живые существа известно давно. Так время считалось первичным фактором ещё в средневековье [1].  Для всех групп организмов наиболее изученными остаются такие экзогенно вводимые ритмы, как суточный, лунный и годовой, т.к. именно эти ритмы, связанные с хорошо различимыми природными явлениями играют роль в эволюционном процессе, являясь факторами естественного отбора. Они, в первую очередь, лежат в основе «внутренних часов». В живых организмах обнаружено существование множества биологических ритмов, длительность которых составляет от долей секунды до многих лет. Такие биологические регуляторы изучены гораздо хуже, а многие вообще неизвестны. Недостаточность знания в этой области связана с непониманием механизма воздействия экзогенного фактора, вводящего этот ритм. Таким образом, при обнаружении периодической внутренней реакции организма, зачастую существуют лишь догадки об истинной природе происходящего процесса. [1,3]

Часто со стороны физиков и химиков высказывается недоумение в связи с суточными колебаниями фундаментальных процессов и реакций. Например, по непонятной для многих причине изменяются константы диссоциации, замечены колебания значений необходимых реагентов при титровании известных растворов, а также при длительной записи вольтамперных характеристик изменяется проводимость растворов. Безусловно, внешнее воздействие, приводящее к столь серьёзным сдвигам в показателях неживой природы, должно отражаться в целом и на живых организмах.

С невозможностью  достичь «стабильности» результатов исследований слабых межклеточных взаимодействий столкнулись в работе.[2] Другие примеры замеченных трудно объяснимых отклонений в выходах биохимических реакций и «неудач» при  выборе момента времени проведения исследований развития различных клеточных культур приведены, например, в обзоре Б.М.Владимирского и Н.А.Тимурьянц.  Японский учёный Таката посвятил свою жизнь исследованию изменения скорости осаждения белков в сыворотке крови. Он отмечал существенную вариабельность этого показателя во времени и предположил влияние на скорость осаждения белков каких-то космофизических факторов.[1,4]

В институте медико-биологических проблем РАН на протяжение нескольких лет проводятся ежедневные и круглосуточные измерения электрических токов в двухэлектродной электрохимической ячейке, заполненной водой высокой очистки (0,09 мкСм).[4]. Отметим, что вариации токов в ячейке вызываются изменениями электрического потенциала двойного слоя на электродах ячейки в значительной мере связанных с изменениями окислительно- восстановительного потенциала молекул воды.   Полученные нами результаты определённо доказывают наличие суточных колебаний в состоянии воды, определяемого по такому консервативному показателю как вольтамперная характеристика, поскольку эксперименты проводятся  в защищённых от солнечного света термостатированных ячейках, а материалом для электродов служит  химически инертная  платина[6]. Ниже представлен пример динамики токов в двух идентичных электрохимических ячейках за несколько суток.

 

Время (часы)

Рис. 1. Суточная динамика токов в двух электрохимических  водных ячейках с 4 по 8 мая 2009г.

Примечания: По оси ординат отложен ток в мкА/

Широко известно, что вода – самое значимое вещество для любого организма. В процентном отношении её концентрация составляет для разных организмов 50-90% массы. Логично предположить наличие обнаруженного суточного хода и в жидкостях живых организмов. Эти ритмы, а самое главное, физический смысл наблюдаемых явлений во многом определяют состояние, самочувствие, жизнеспособность всего живого.

Для обнаружения суточных изменений воды, являющейся частью ЖИВОГО, мы изучали динамику электрического потенциала растения. Для этого один  электрод из графита подключался к листу растения, а второй электрод погружался в воду, в котором произрастало данное растение. Сигнал разности потенциала поступал на АЦП и выводился на монитор ПК в графическом виде посредствам программы Power Graph. Такой же системой, но находящейся в другом помещении снимались показания токов, протекающих одновременно в кювете с водой высокой очистки. Таким образом решалась задача сравнительного многосуточного мониторинга изменения биопотенциала растения и динамики токов в воде.

Рис. 2. 6 суток суточного хода токов в воде и суточная динамика биопотенциала растения1 - суточный ход  тока в водной э/х ячейке с платиновым электродом;  
2-суточный ход  электрического потенциала растения; 3 - световой поток (минимум – ночь, максимум – день)

Литература

1.    Владимирский Б.М., Тимурьянц Н.А. Влияние солнечной активности на биосферу- ноосферу (Гелиобиология от А.Л.Чижевского до наших дней)..// М.: Изд. МНЭПУ. 2000г.С.374

2.    Егорова Е.И., Тушмалова Н.А., Иголкина Ю.В. Влияние СВЧ – излучения нетепловой мощности на спонтанную двигательную активность донервных эукариот (на примере Spirostomum ambiguous) // Биомедтехнологии и радиоэлектроника, 2004, № 5-6, 58-61 с.

1.    3.Хильдебрандт, Понтер; Мозер, Максимилиан, Лехофер, Михаэль. Хронобиология и хрономедицина. Пер. с нем. М.: Арнебия. 2006. - 144 с,

2.    4.Цетлин В.В., Артамонов А.А.  и др. О временных вариациях токов проводимости воды в электрохимической ячейке. // Солнечно-земная физика. Вып. 12. Т. 2. (2008) 361-363

3.    5.Linne C.v. (1763): Philosophia botanica, Viennae. Sigmaringen: Jan Thorbecke.

4.    6.Цетлин В.В. и др.Овременных вариациях токов проводимости вды в электрохимических ячейках./ Солнечно- земная физика.Вып.12.Т2.(2008).с.361-363.

© Copyright 2008. All rights reserved. Contact to Victor Martynyuk: ubs@science-center.net  tel.: +38 050 6535592