УДК 612.78

300025, Тула, пр. Ленина, 125, Тульский государственный педагогический университет им. Л.Н.Толстого;

тел.: (0872) 25-78-13

В последнее десятилетие практически все исследования в области электромагнитной биологии сосредоточены на изучении действия переменных электромагнитных полей на живые объекты. Этот интерес связан с антропогенным загрязнением электромагнитного фона cреды обитания. В связи с развитием техники человек подвергается и действию сниженного геомагнитного поля, находясь в железобетонных зданиях, в метро или в экранированных металлами транспортных средствах. Исходя из этого, специальный интерес представляют исследования влияния нулевого магнитного поля на адаптационные возможности организма. Для выяснения основных закономерностей такого влияния мы считаем необходимым провести цикл исследований на животных, что, как мы полагаем, позволит избежать ряда побочных эффектов. Ранее было показано, что скорость регенерации плоских червей вида Dugesia tigrina увеличивается в условиях скомпенсированного магнитного поля [1, 2]. Это дает основание предполагать, что и их поведенческие реакции могут изменяться при геомагнитной депривации.

Работа проведена на планариях Dugesia tigrin - лабораторной расе животных этого вида. Опыты проводили в период с октября по январь. В эксперименте использовали морфологически и физиологически зрелых особей. Для наблюдений за животными их помещали в чашки Петри. Чтобы количественно оценить локомоторную активность планарий, фиксировали время, за которое каждая особь перемещалась на контрольное расстояние. Скорость локомоции определяли каждые 10 минут в течение часа. Необходимо отметить, что экспериментальный стресс у контрольных и опытных животных вызывали перенесением в новые условия: увеличивали освещенность, меняли состав среды. Опытную особь помещали в систему, полностью компенсирующую геомагнитное поле. Экспериментальная установка, аналогичная использовавшейся Smith и соавторами (1985), состояла из трех пар катушек Гельмгольца диаметром 40 см, которые запитывались от управляемых стабилизированных источников тока. Система ориентировалась с севера на юг и не содержала материалов, искажающих магнитное поле. Величину магнитной индукции и направление магнитного поля определяли ферромагнитным зондом, изготовленным в ИЗМИРАН. Точность измерений была не хуже 5 %. Статистический анализ данных проводили по t-критерию Стьюдента.

Как указывалось выше, Dugesia tigrina относится к лабораторной расе, размножающейся отделением хвостового зооида. Культивирование животных осуществлялось по известной методике [3]. Планарии демонстрируют отрицательный фототаксис, поэтому их содержат в затененных условиях, а для имитации естественных укрытий на дно стеклянной емкости помещают мелкие камни.

В привычной для червей среде локомоторная активность у планарий отсутствует. Cтимулируют движения различные стрессоры: увеличение освещенности, механические раздражители. После стимуляции планарии некоторое время движутся с максимальной для них скоростью - 1,23-1,25 мм/с при температуре среды 18-19 ^oС, используя хорошо развитую мышечную систему. Движения носят поступательный характер по глади и в толще воды, а также по субстрату. Кроме того, животное может переворачиваться на дорзальную поверхность, находясь в толще воды. Продолжение локомоций может осуществляться благодаря мерцательному эпителию, покрывающему все тело планарии. По-видимому, срочные оборонительные реакции (длительностью 1-2 минуты) обеспечиваются участием мышечной системы, а отстраненные по времени - ресничным аппаратом. По нашим наблюдениям, вызванные локомоции прекращаются в среднем спустя 80 минут.

Оценку влияния геомагнитной депривации осуществляли после того, как исчезали видимые срочные оборонительные реакции животных на перемещение их из привычных условий. Мы наблюдали постепенное уменьшение скорости локомоций как у контрольных животных, так и у опытных, вплоть до полного прекращения любых движений, что отражает их адаптацию к измененным условиям обитания. Вместе с тем, нами было установлено, что в условиях геомагнитной депривации снижение скорости ресничной локомоции планарий более заметно по сравнению с контролем (рис. 1). Это статистически достоверное различие (р < 0,05) впервые проявляется через 10 минут после помещения планарий в условия компенсированного геомагнитного поля. Указанное различие в максимальной степени проявляется в интервале температуры воздуха 18-19 ^oС (рис. 1). Скоростной декремент составляет по интервальным точкам в среднем 16,3% от контроля (максимальный - 26% - через 30 минут после начала экспозиции).

Рис. 1. График зависимости скорости ресничной локомоции планарии Dugesia tigrina от времени экспозиции в компенсированном магнитном поле при температуре воздуха 18-19^оС (температурный оптимум жизнедеятельности планарии). График построен по результатам 40 опытов, для каждой точки указана стандартная ошибка. Кривые проведены по уравнению регрессии 6 порядка. Обозначения: сплошная линия - компенсированное магнитное поле, пунктирная - естественное магнитное поле

Необходимо отметить, что график зависимости скорости локомоции от времени экспозиции имеет вид ломаной линии с максимумами и минимумами скоростного декремента. Колебания скорости локомоций имеются всегда и ярче выражены у животных, пребывающих в условиях геомагнитной депривации. По нашим данным, период подобных колебаний составляет приблизительно 20 минут. Поскольку и у контрольных особей обнаружен подобный факт, можно предположить, что данному виду животных присущ некий автоколебательный процесс, имеющий отношение к локомоторной активности.

Описанный выше температурный оптимум (18-19 ^oС), при котором компенсирование магнитного поля Земли имеет эффект, совпадает с ранее обнаруженным оптимумом жизнедеятельности Dugesia tigrina [3]. При повышении температуры воздуха до 23 ^oС (рис. 2) или снижении в пределах от 12 до 17 ^oС (рис. 3) статистически достоверного отличия в скоростном декременте локомоций между контролем и опытом не наблюдается (p > 0,05).

Рис. 2. График зависимости скорости ресничной локомоции планарии Dugesia tigrina от времени экспозиции в компенсированном магнитном поле при температуре воздуха 20-23^оС. График построен по результатам 32 опытов, для каждой точки указана стандартная ошибка. Кривые проведены по уравнению регрессии 6 порядка. Обозначения те же

Рис. 3. График зависимости скорости ресничной локомоции планарии Dugesia tigrina от времени экспозиции в компенсированном магнитном поле при температуре воздуха 12-17^оС. График построен по данным 40 опытов, для каждой точки указана стандартная ошибка. Кривые проведены по уравнению регрессии 6 порядка. Обозначения те же

Полученные нами данные хорошо вписываются в гипотезу о том, что скомпенсированное магнитное поле в первую очередь воздействует на ионы кальция и магния [3], способные модулировать кальцийзависимую активность соответствующих ферментов [1, 2], по-видимому и тех, которые управляют ресничным локомоторным аппаратом планарии. В условиях экспериментально вызванного стресса при оптимальных температурах это приводит к увеличению скорости адаптации при полной компенсации геомагнитного поля.

Авторы благодарят И.М. Шейман (ИБК РАН) за предоставление маточных особей тигровой планарии и рекомендаций по их содержанию.

1. Леднев В.В., Сребницкая Л.К., Ильясова Е.Н., Рождественская З.Е., Климов А.А., Белова Н.А., Тирас Х.П. Магнитный параметрический резонанс в биосистемах: экспериментальная проверка предсказаний теории с использованием регенерирующих планарий Dugesia tigrina в качестве тест-системы // Биофизика.- 1996.- Т. 41, вып. 4.- С. 815-825.

2. Тирас Х.П., Сребницкая Л.К., Ильясова Е.Н., Климов А.А., Леднев В.В. Влияние слабого комбинированного магнитного поля на скорость регенерации планарий Dugesia tigrina // Биофизика.- 1996.- Т. 41, вып. 4.- С. 826-831.

3. Шейман И.М. Регуляторы морфогенеза и их адаптивная роль.- М.: Наука, 1984.

4. Adey W.R. // Phisiol. Rew.- 1981, V. 61.- P. 435-514.

In this article the authors describe the questions of influence of geomagnetic deprivation on lokomotor aktivity of the worm Dugesia tigrina. It was shown that compensative magnetic field dec-reased speed of locomotion in the optimum interval of temperature (18-19^oC). Decrease and increase of the room temperature remove this difference. The above data suggests Ca⁺² as an acceptor of electromagnetic fields and modulator of corresponding enzymes. The results of the investigation are statistically verified on t-criterion.