К.х.н. Баран Б.А., к.ф.-м.н.  Голонжка В.М., к.ф.-м.н.  Драпак З.Т.

Хмельницкий национальный университет

ЗЕРКАЛЬНО-ОПТИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ  В БИОЛОГИИ

 

В последние годы in vitro на пробах воды и препаратов крови был обнаружен аутооптический эффект [1], состоящий в изменении оптической плотности проб при их экспозиции под зеркальными поверхностями. Аутооптический эффект – это реакция объекта (среды) на действие собственного излучения, отраженного  зеркальной поверхностью. Результаты этих исследований показали достоверный сдвиг оптической плотности воды и одновременно реакцию функциональных систем организма, регистрируемую по кардиоритмограмме и методом Р. Фолля.

Авторы допускают, что зеркала создают оптический резонатор, обеспечивающий взаимовлияние находящихся в нем объектов за счет возникновения стоячих волн, соответствующих резонансным частотам системы. Это приводит к  изменению свойств водных систем.

Нами были проведены  эксперименты по влиянию зеркал не только на воду, но и  на всхожесть семян некоторых растений в такой воде. Чашку Петри, в которой помещалось 100 семян, залитых дистиллированной водой, помещали в светонепроницаемой камере  и прикрывали одним плоским  зеркалом. Контрольная проба (без зеркала) помещалась рядом. Аналогичные опыты проводились в растворе азотно-фосфорных минеральных удобрений на протяжении того же времени. Результаты опытов по проращиванию семян Горчицы  Белой (Sinapis alba L.) в дистиллированной воде на протяжении 3-х суток показывают существенное замедление  темпов всхожести семян под зеркалом, по сравнению с контрольными опытами (табл.1). В растворе минеральных удобрений этот эффект оказался противоположным, т.е., под зеркалом семена горчицы проростали интенсивнее, чем в контрольном  опыте.

Таблица 1

Зеркально-оптический эффект и всхожесть семян горчицы

(курсивом – в растворе минеральных удобрений)

Эффект

Зеркало, %

Контроль, %

Nдз/ Nк

Длина ростков  >5 мм

18,6     38,0

  41,8      29,0

0,44    1,31

Длина ростков 1 – 5 мм

19,2    28,0

  32,7      25,0

0,59    1,12

Длина ростков до 1  мм

30,8    27,0

  14,4      30,0

2,14    0,90

Не проросли

31,4    7,0

  11,1      16,0

2,83    0,44

 

Качественно похожие результаты (в дистиллированной воде) получены и для семян Кресс-салата Посевного (Lepidium sativum L.) и Укропа Грибовского (Anethum graveolens L.), причем, для укропа всхожесть семян под зеркалом и в контроле очень близки. Это можно объяснить отличиями  физиологических механизмов прорастания для растений различных видов с различным  содержанием углеводов и жиров. Большая  роль при этом принадлежит внутри- и внешнеклеточной воде. В работе [2] було обнаружено, что в семенах с низкой всхожестью вода находится в сильно связанном состоянии, идентичном состоянию воды в “льдоподобной” структуре с низкой подвижностью протонов. Оптимальным состоянием воды в семенах оказалось “кварцеподобное”.

Нами были проведены   эксперименты по влиянию зеркал на некоторые свойства воды. Оказалось, что вследствие аутооптического эффекта изменяются некоторые физико-химические свойства воды, как растворителя, а именно – в такой воде изменяются значения окислительно-восстановительных потенциалов некоторых ионов.

Определение потенциалов отдельных ионов проводилось компенсационным методом при помощи потенциометра Р 307. Электрод сравнения – хлорсеребрянный. Результаты опытов показали, что  в контрольном растворе и в растворе, находящимся  под зеркалом, знчения окислительно-восстановительных потенциалов ионов изменяются (табл. 2).

Таблица 2

Изменение потенциалов некоторых ионов вследствие аутооптического эффекта

(Еисх, Ек, Ез – соответственно, потенциалы ионов в исходном растворе, контрольном  и  в растворе под зеркалом)

Ион

ΔE1 = Еисх - Ек, мВ

ΔE2 = Ек - Ез, мВ

ClO3-

–35

–25

BrO3-

–5

+25

JO3-

–35

+15

CrO42-

–132

+10

J-

–56

+15

Н+, хингидрон

–5

+10

 

Потенциал иона BrO3- после нахождения в темной камере на  протяжении часа стал только на 5 мВ меньшим, а в растворе под зеркалом – на  20 мВ большим  исходного значения, и на 25 мВ большим, чем в контрольном растворе. Во всех случаях при отсутствии внешнего освещения  потенциал иона уменьшается. Это можно объяснить уменьшением притока внешней энергии (фотонов) к молекулам воды, которая приводила к увеличению  их колебательных  движений.

Ассоциированные структуры воды при своем функционировании сами излучают электромагнитные волны. При наличии зеркальной поверхности может возникнуть явление резонанса и молекулы воды перейдут в другое энергетическое состояние, что сказывается на состоянии гидратации иона и перераспределении зарядов в гидратной оболочке,  и тем самым  на значении потенциала.

Относительно хингидрона, то он в водных растворах распадается на молекулы хинона и гидрохинона, между которыми наступает окислительно-восстановительное равновесие:

С6Н4(ОН)2 ↔ С6Н4О2 + 2Н+ + 2ē

Поскольку ΔE2 = +10 мВ, это означает, что наличие зеркала  несколько увеличивает диссоциацию гидрохинона и соответствует уменьшению рН раствора на 0,17   по сравнению с контрольным раствором.

Кроме этого проводилось исследование электропроводности воды под влиянием зеркальной поверхности. Практически измеряли сопротивление дистиллированной воды при помощи универсального измирителя Е7-11 в ячейке с плоскими платинованными электродами, покрытыми платиновой чернью. Ошибка измерений составляла  ±2%. Сопротивление контрольного раствора Rk составляло 0,064 МОм. Сопротивление  воды, которая находилась под плоским и сферическим зеркалами – 0,08 МОм, т.е., электропроводность воды уменьшилась на 20,0 %. Водородный показатель при этом увеличился на 0,25.    Аналогичные опыты были проведены с буферным раствором с рН = 6,86 (0,067 М раствор KH2PO4  и  Na2HPO4). Оказалось, что    Rk = 675 Ом. Сопротивление раствора, который находился под плоским зеркалом, равнялось 676 Ом, а Сопротивление раствора, который находился под  сферическим зеркалом, равнялось 681 Ом, т.е., практически без изменений. Так же не обнаружено зеркально-оптического эффекта и с физиологическим раствором (0,15 М раствор NaCl). Причина этого, вероятно, кроется в механизмах электропроводности воды и растворов электролитов (буферный и физиологический растворы). При одинаковой температуре основным фактором, от которого зависит электропроводность электролитов, является подвижность  ионов.  Небольшие изменения структуры водного раствора электролита не оказывают заметного влияния на эту подвижность вследствие низкой энергии водородных связей между молекулами воды. Электропроводность самой воды обусловлена известным механизмом Гротгуса, или, если водная система вносится во внешнее электромагнитное поле низкой интенсивности, то в такой системе появляются  волны – солитоны [3]. Все это сказывается на биохимических процессах, происходящих в семенах растений.

Известно, что в основе механизмов индивидуальной резистентности биосистем к внешним влияниям лежат процессы, которые розвиваются на клеточном уровне. Мембраны клеток под влиянием внешних факторов также могут изменять свои баръерные свойства и оказывать регуляторное действие на весь организм и на отдельные органы. Любой трансмембранный массоперенос проявляется в виде электромагнитного излучения определенной длины волны. Это объясняет характер влияния различных электромагнитных частот на живые организмы. Таким фактором могут быть собственные резонансные частоты биосистемы. Они могут вызывать изменение мембранного потенциала и влиять на скорость обмена ионов в  клетках.

Литература

1.    Петраш В.В., Боровков Е.И., Довгуша В.В. и др. Аутооптический эффект   // Доклады Академии наук. – 2004. – Т. 396, № 3. – С. 1–4.

2.    Семихина Л. П., Матаев А. С. Повышение урожайности сельскохозяйственных культур путем изменения состояния воды в их семенах при воздействии слабых переменных магнитных полей. // Вестник ТГУ. – 2000. - №2. – С.43 – 48.

3.    Сусак И.П., Пономарев О.А., Шигаев А.С. О первичных механизмах воздействия электромагнитных полей на биологические системы.                   // Биофизика. – 2005. – 50. –     вып.2. – С.367 – 370.