Влияние электрического поля на живые организмы
Влияние электрического поля на живые организмы до сегодняшнего дня по существу недостаточно изучено и выявлено.
Знакомство человека с электричеством
С проявлениями электричества человек встретился на самой ранней ступени своей истории. Тогда, так же как и сейчас полыхали молниями грозы.
И сухие и чистые кошки фонтанировали искрами, если их гладили против шерсти. Но долго еще таинственной и непокорной оставалась стихия электрической энергии.
Первые практические применения электричества были найдены лишь в 20-х годах ХIХ века. И только открытия ХХ столетия позволили заключить молнию в стеклянный пузырек электрической лампочки. Но чего только не делает электричество сегодня!
Оно движет троллейбусы и оживляет экраны телевизоров, сваривает металлы, и обрабатывает сверхтвердые сплавы, и алмазы, разгоняет элементарные частицы в вакуумных камерах сверхмощных ускорителей. Не перечислить сегодня, всех его применений! Но все ли возможные применения электричества уже открыты?
Влияние электрического поля на жизнедеятельность организма
Что электрическое поле оказывает влияние на жизнедеятельность организма, люди догадывались очень давно. Лет двести назад начали понимать, что и в жизненных процессах в организме электричество тоже играет немалую роль. И все-таки эта роль до сегодняшнего дня по существу недостаточно изучена и не выявлена.
Растение в электрическом поле
1 опыт. Помещаем растение в электрическое поле, по своим параметрам отличающееся от существующих в природе полей. Проходит всего двадцать минут - и растение начинает увядать. А через два часа - перед вами уже мертвый стебель со свернувшимися листьями, упавшими ветвями. Как будто бы все ясно.
Но бывает, что этот опыт идет совсем по-другому. Растение не только не увядает, оно начинает стремительно развиваться и дает урожай в 4-6 раз больший, чем контрольное растение.
2 опыт. Ученые пропускали по поверхности земли, на которой развивались те или иные растения, электрический ток. Как правило, большинство растений гибло. Но и в этом случае были внезапные отклонения опыта - вдруг вырастали растения-гиганты. Редис диаметром в 130 миллиметров, морковь диаметром в 310 миллиметров весом в 5,5 килограмма.
Чем объясняется тот или иной результат, ученые пока ответить не могут. Дело в том, что никто еще по-настоящему не занимался изучением живого организма как единой электрической системы. А ведь управлять природой можно только постигнув ее законы. Сколько волшебных возможностей таится в изучении электрической стороны биологических процессов!
С полной достоверностью можно утверждать, что работы в этом направлении позволят перевести сельскохозяйственное производство на новый высший уровень. С полной достоверностью можно утверждать, что здесь скрываются принципиально новые открытия.
Проращивание семян в электрическом поле
Одним из первых был поставлен и такой простой опыт. Семена горчицы проращивали на увлажненной ткани, находившейся между двумя электродами. Уже на вторые сутки семена, находящиеся у положительного полюса, начинают прорастать. На седьмые сутки они достигают высоты 25 миллиметров. А семена, находящиеся у отрицательного полюса, едва дают первые ростки...
Проращивали семена различных растений и в магнитном поле. Оказалось, что семена, которые были обращены корешком зародыша к Южному полюсу, быстро прорастают и образуют хорошо развитые корень и стебель. Если же их ориентировать к Северному полюсу, прорастают медленно, и все равно, образовав петлю, корень изгибается к Южному полюсу.
Но ведь и Земля имеет постоянное магнитное поле! Опыты подтвердили: и оно оказывает влияние на прорастание семян! Очередная задача: создать машины, которые опускали бы семена в землю ориентированными так, чтобы они прорастали быстрее и энергичнее. Это повысит урожай. (Магнитотропизм у растений открыл советский ученый А. В. Крылов. Он показал, что корни растений растут вдоль силовых линий магнитного поля Земли.)
Фотосинтез в условиях электрического поля
Очень старая проблема! Сколько институтов, лабораторий, ученых работают над ней, стремясь разгадать биохимическую сущность фотосинтеза, (подробнее: Какая вода в водоеме) процесса творения сложных органических молекул из углекислого газа, воды, солей и лучей солнца!
И до сих пор еще не разгадан его секрет, который природа поистине несчетное количество раз осуществляет в каждой клетке зеленого листа любого растения!
Расшифровать этот процесс - и, может быть, мы перенесем производство жиров и сахаров, белков и углеводов с полей в здания фабрик и заводов. Но секрет еще не разгадан. И не будет разгадан до тех пор, пока не перестанут пренебрегать электрической стороной этого процесса. Известно уже давно, что каждая клетка имеет свой электрический потенциал, что в ней протекают ионные процессы.
Но лишь совсем недавно удалось установить, в чем же источник электрической энергии, порождающий эти процессы. Оказалось, что сам лист растения является своеобразной электрической батареей, что между затененной и освещенной его стороной существует довольно значительная разность потенциалов, что представляет собой нечто вроде многослойной солнечной батареи.
Вот, оказывается, с каких позиций надо подходить к изучению фотосинтеза! И, возможно, скоро будет разгадан и, вероятно, описан в виде математических уравнений квантовой механики весь процесс фотосинтеза! Именно в уравнениях квантовой механики, ибо в них действуют кванты света, электронные и ионные взаимодействия. Вот на каком глубинном уровне вершит природа свои реакции, создающие живое вещество.
Познав электрический механизм всего растения, мы сможем и управлять им. И тогда пятикилограммовая морковь и редис величиной с дыню перестанут быть уникальной редкостью не поддающегося повторению случайного опыта.
Электрическое поле на службе у виноградарей
Вот еще одно из применений электрического поля - производство привитых саженцев винограда. Каждый год за два-три весенних месяца необходимо сделать около миллиарда таких прививок, (подробнее: Размножение винограда).
Сложный процесс в жизни растения - такая прививка! Особенно важно соблюсти при этом точный температурный режим, причем многие сорта саженцев необходимо после прививки держать так, чтобы верхняя и нижняя части черенка находились под воздействием разных температур. Разница в два-три градуса уже меняет процент выхода саженцев первым сортом.
Разработан аппарат, который позволяет обеспечивать 24 градуса в верхней части саженца и 22 - в его нижней части. Именно этот перепад температур вызывает усиленное поступление питательных веществ к месту привоя и как следствие очень хорошее качество саженцев.
Электричество защищает сады от насекомых и вредителей
Электричество может защищать сады от насекомых и вредителей. Большинство из них в какой-то период превращаются в бабочек и летают, и летят на свет, если вспомнить поговорку о мотыльке. Этим и воспользовались ученые при проведении опыта. Установили в контрольных садах специальные светильники, излучающие световые волны разной длины на разной высоте от почвы.
Ведь главная часть садовых вредителей - вечерние и ночные бабочки. Выяснилось, что для каждого вида вредителей нужна своя оптимальная длина световой волны, своя наилучшая высота расположения, наиболее подходящие параметры для всех деталей опытной установки. Установку снабдили крестообразными сетками, на которые подали высокое напряжение.
Попадая между сетками,- а насекомое, прилетев на зов луча, неизбежно начинает кружиться вокруг источника света,- они замыкают контакт, и крохотная искра уничтожает вредителя.
По утрам, выходя в сады к установкам, исследователи находили около них на земле тысячи убитых вредителей. Оказалось, что каждая из этих установок привлекает к себе вредителей садов с расстояния до двух километров. Что они уничтожают около 500 видов различных вредных насекомых. При этом они абсолютно безвредны, например, для пчел, которые летают днем, а не ночью.
За короткие часы летней ночи каждый такой фонарь уничтожает несколько тысяч насекомых. Кстати, очень скоро ученые перестали находить утром их останки: установленные ловушки пристрастились навещать лягушки, мыши, ежи - природные союзники человека. Им понравился даровой обед, поставляемый светильниками.
Такой электрический способ борьбы с садовыми вредителями чрезвычайно выгоден с экономической точки зрения.
Микроорганизмы в электрическом поле
Первые опыты помещения различных микроорганизмов в электрическое поле очень просты. Оказалось, что интенсивное их размножение происходит вблизи отрицательного полюса, а вблизи положительного они практически не размножаются и даже гибнут. Но ведь из этого элементарного опыта уже вырастает целый ряд практических направлений использования.
Можно заставлять особенно интенсивно размножаться полезные бактерии. Можно уничтожать вредные бактерии. Например, в лабораториях месяцами лежат на открытом воздухе фрукты, мясо, внутренности животных, купленные на базаре и подвергнутые обработке электрическим полем. Гниение не коснулось их.
Несколько лет стоит на воздухе тушка кота, убитого, вскрытого и обработанного этим же способом - ни следа тления не найдете вы на ней. В дальнейшем были разработаны установки для стерилизации молока и других продуктов. Облучение плодов, сохраняет их от гниения, а в мясных и остальных продуктовых магазинах обеспечивает свежесть продукта.
Установки для изготовление силоса
Были созданы установки для изготовление силоса. Естественный процесс его созревания длится от 15 до 60 дней. Сначала в силосе, (подробнее: История кукурузы) стремительно развиваются гнилостные бактерии, портящие силос, затем их деятельность подавляется бактериями, производящими молочно-кислое брожение, в результате которого и возникает съедобная для животных силосная масса.
Внесением в силосную массу этих полезных бактерий можно сократить это время до 8-10 дней, однако даже за этот срок гнилостные бактерии успевают уничтожить значительную часть полезных веществ. Поэтому перед закладкой в силосную башню осуществляют электрическую стерилизацию силоса.
Убивают в нем все бактерии, в том числе и гнилостные, и уже в чистый силос вносят полезные бактерии, вызывающих молочно-кислое брожение. В этом случае удастся избежать малейших потерь полезных веществ. Качество силоса заметно улучшится. Установки для электрического консервирования в массовом производстве не являются сложными или дорогими и несложны в управлении.
В их основе используется влияние электрического поля на живые организмы.