Laten we beginnen met het feit dat de landbouwindustrie tot op de grond is vernietigd. Wat is het volgende? Is het tijd om stenen te verzamelen? Is het niet tijd om alle creatieve krachten te bundelen om de dorpelingen en zomerbewoners die nieuwigheden te geven waarmee ze de productiviteit drastisch kunnen verhogen, handenarbeid kunnen verminderen, nieuwe manieren kunnen vinden in de genetica ... Ik zou willen voorstellen dat de lezers van de tijdschrift zijn de auteurs van de kolom "Voor de dorps- en zomerbewoners". Ik zal beginnen met het oude werk "Elektrisch veld en productiviteit."

In 1954, toen ik student was aan de Militaire Communicatie Academie in Leningrad, raakte ik hartstochtelijk geïnteresseerd in het proces van fotosynthese en deed ik een interessante test met het kweken van uien op een vensterbank. De ramen van de kamer waarin ik woonde waren op het noorden gericht en daarom konden de bollen de zon niet ontvangen. Ik plantte in twee langwerpige dozen van vijf bollen. Hij nam de aarde op dezelfde plaats voor beide dozen. Ik had geen mest, d.w.z. werden als het ware dezelfde omstandigheden gecreëerd om te groeien. Boven een doos van bovenaf, op een afstand van een halve meter (Fig. 1), plaatste hij een metalen plaat, waaraan hij een draad van een hoogspanningsgelijkrichter +10.000 V bevestigde, en stak een spijker in de grond hiervan doos, waarop hij de "-" draad van de gelijkrichter verbond.

Ik deed dit zodat, volgens mijn theorie van katalyse, het creëren van een hoog potentiaal in de plantenzone zal leiden tot een toename van het dipoolmoment van de moleculen die betrokken zijn bij de fotosynthesereactie, en de dagen van testen sleepten zich voort. Al na twee weken ontdekte ik dat in een doos met een elektrisch veld planten zich efficiënter ontwikkelen dan in een doos zonder "veld"! Vijftien jaar later werd dit experiment herhaald op het instituut, toen het nodig was om planten te kweken in een ruimtevaartuig. Daar, afgesloten van magnetische en elektrische velden, konden planten zich niet ontwikkelen. Het was nodig om een ​​kunstmatig elektrisch veld te creëren en nu overleven planten op ruimteschepen. En als je in een huis van gewapend beton woont, en zelfs op de bovenste verdieping, hebben je planten in huis dan geen last van de afwezigheid van een elektrisch (en magnetisch) veld? Steek een spijker in de grond van een bloempot en sluit de bedrading daarvan aan op een verwarmingsbatterij die ontdaan is van verf of roest. In dit geval zal uw plant de levensomstandigheden in de open ruimte benaderen, wat erg belangrijk is voor planten en ook voor mensen!

Maar mijn beproevingen eindigden daar niet. Toen ik in Kirovograd woonde, besloot ik tomaten op de vensterbank te planten. De winter kwam echter zo snel dat ik geen tijd had om tomatenstruiken in de tuin op te graven om ze in bloempotten te transplanteren. Ik kwam een ​​bevroren struik tegen met een klein levend proces. Ik nam het mee naar huis, deed het in het water en... Oh, vreugde! Na 4 dagen groeiden er witte wortels uit de onderkant van het proces. Ik heb het in een pot getransplanteerd en toen het met scheuten groeide, begon ik op dezelfde manier nieuwe zaailingen te ontvangen. De hele winter heb ik verse tomaten gegeten die op de vensterbank waren gegroeid. Maar ik werd achtervolgd door de vraag: is zo'n klonen mogelijk in de natuur? Misschien bevestigden oldtimers in deze stad mij. Mogelijk, maar...

Ik verhuisde naar Kiev en probeerde op dezelfde manier tomatenzaailingen te krijgen. Het is me niet gelukt. En ik realiseerde me dat ik in Kirovograd in deze methode slaagde omdat daar, in de tijd dat ik woonde, water aan het waterleidingnet werd geleverd vanuit bronnen, en niet vanuit de Dnjepr, zoals in Kiev. Het grondwater in Kirovograd heeft een kleine hoeveelheid radioactiviteit. Dit speelde de rol van groeistimulator van het wortelstelsel! Daarna bracht ik +1,5 V van de batterij aan op de bovenkant van de tomatenspruit, en "-" bracht het vat waar de spruit stond naar het water (Fig. 2), en na 4 dagen groeide er een dikke "baard" op de spruit in het water! Dus ik slaagde erin om de uitlopers van een tomaat te klonen.

Onlangs was ik het beu om naar het water geven van planten op de vensterbank te kijken, ik stak een strook glasvezelfolie en een grote spijker in de grond. Ik heb er draden van een microampèremeter op aangesloten (Fig. 3). De pijl week meteen af, omdat de aarde in de pot vochtig was en het koper-ijzer galvanische paar werkte. Een week later zag ik hoe de stroom begon te dalen. Het was dus tijd om water te geven ... Bovendien gooide de plant nieuwe bladeren weg! Zo reageren planten op elektriciteit.

Stanislav Nikolajevitsj Slavin

Hebben planten geheimen?

Door dit werk te beginnen met citaten uit het boek "Grass" van Vladimir Soloukhin, streefde uw gehoorzame dienaar ten minste twee doelen na. Ten eerste om me te verschuilen achter de mening van een beroemde prozaschrijver: "Ze zeggen, ik ben niet de enige die zo is, een amateur, ik neem mijn eigen zaken niet aan." Ten tweede, nogmaals om te herinneren aan het bestaan ​​van een goed boek, waarvan de auteur, naar mijn mening, het werk nog steeds niet af heeft. Misschien echter buiten hun schuld.

Volgens geruchten die bij mij zijn binnengekomen, veroorzaakte de publicatie in 1972 van bepaalde hoofdstukken van dit boek in het tijdschrift Science and Life, dat door velen werd vereerd, in bepaalde kringen op Staraya Square zo'n schandaal dat de redacteuren gedwongen werden te stoppen met publiceren. De oordelen van Soloukhin over planten sloten niet echt aan bij de destijds algemeen aanvaarde Michurin-doctrine, waarvan de belangrijkste stelling mensen van de oudere en middengeneratie zich tot op de dag van vandaag waarschijnlijk herinneren: "Er is niets te verwachten gunsten van de natuur. .."

Nu lijkt het erop dat we willens en wetens gedwongen worden om ons gezicht terug naar de natuur te keren, om te beseffen dat de mens helemaal niet de navel van de aarde is, de koning van de natuur, maar slechts één en.) van haar creaties. En als hij wil overleven, met de natuur wil samenleven en verder, dan moet hij haar taal leren begrijpen, zich aan haar wetten houden.

En hier blijkt dat we niet heel veel weten over het leven van dieren, vogels, insecten, zelfs planten die naast ons bestaan. Er is veel meer intelligentie in de natuur dan we gewend zijn te geloven. Alles is zo nauw met alles verbonden dat het soms de moeite waard is zeven keer na te denken voordat je een enkele stap zet.

Het bewustzijn hiervan groeide langzaam in mij, maar het lijkt erop dat ik lang achter de typemachine had gezeten als er geen verbazingwekkende dingen om me heen waren gebeurd. Toen viel me het bericht op dat de oude, al een kwart eeuw oude, experimenten van Indiase wetenschappers die vaststelden dat planten muziek waarnemen, vandaag een onverwacht commercieel vervolg kregen: nu worden ananassen op plantages verbouwd op muziek, en dit verbetert eigenlijk de smaak en kwaliteit van fruit. Toen begonnen plotseling, de een na de ander, boeken te verschijnen, waarvan onze algemene lezer alleen van horen zeggen weet, en zelfs dan niet iedereen. Wat heb je bijvoorbeeld gehoord over Maeterlincks The Mind of Flowers of Tompkins en Byrds The Secret Life of Plants?...

Maar, zoals ze zeggen, een van mijn kennissen maakte het me af. Een volkomen positief persoon, een kandidaat voor landbouwwetenschappen, en plotseling, alsof het heel gewoon is, vertelt hij me dat hij elk voorjaar de positie van de sterren berekent volgens de astrologische kalender om precies te raden op welke dag hij aardappelen moet planten op zijn perceel.

Nou, hoe helpt het? Ik vroeg het met een zekere boosaardigheid.

Wil je geloven. leuk vinden of niet, maar de oogst, als alle andere dingen gelijk zijn, naleving van de regels van landbouwtechnologie, tijdig water geven, enz., Is 10-15 procent hoger dan die van de buren.

"Nou, aangezien de boeren geloven dat planten, net als mensen, naar de sterren kijken," zei ik tegen mezelf, "dan heb jij, het is waar, God zelf bevolen om alles te publiceren wat zich de afgelopen jaren heeft verzameld op dit interessante, hoewel verre van van tot het einde van het opgehelderde probleem. Leg uit wat je hebt verzameld en laat de lezer uitzoeken wat wat is ... "

Veld over veld

Waar begint de oogst? Om te beginnen bood mijn gesprekspartner aan om een ​​klein experiment uit te voeren. Hij nam een ​​handvol zaden en strooide ze op een metalen plaat.

Dit zal onze negatief geaarde condensatorplaat zijn, legde hij uit. - Nu brengen we dezelfde plaat er dichterbij, maar positief geladen...

En ik zag een klein wonder: de zaden, als op commando, rezen en bevroor, als soldaten in de gelederen.

Er is een vergelijkbare condensator in de natuur, - vervolgde mijn gesprekspartner. De onderste laag is het aardoppervlak, de bovenste is de ionosfeer, een laag positief geladen deeltjes op een hoogte van ongeveer 100 kilometer. De invloed van het elektromagnetische veld dat hierdoor wordt gecreëerd op de levende organismen van de aarde is zeer complex en divers ...

Zo begon ons gesprek met het hoofd van een van de laboratoria van het Instituut voor Landbouwingenieurs, toen een kandidaat en nu, zoals ik hoorde, een doctor in de technische wetenschappen, V.I. Tarushkin.

Vladimir Ivanovich en zijn collega's houden zich bezig met diëlektrische afscheiders. Wat een scheidingsteken is, weet u natuurlijk wel. Dit is een apparaat dat bijvoorbeeld room van magere melk scheidt.

Bij de productie van gewassen scheiden separatoren de kaf van de korrels en worden de korrels zelf gesorteerd op gewicht, grootte, enz. Maar hoe zit het met elektriciteit? En hier is het ding.

Denk aan de ervaring die in het begin is beschreven. Het is geen toeval dat de zaden de commando's van het elektrische veld in de condensator gehoorzamen. Elke korrel is een tarwezaad; rogge, een ander veld, tuingewas is als een kleine magneet.

Het werk, het werkingsprincipe van onze scheiders, is gebaseerd op deze eigenschap van zaden, - Vladimir Ivanovich vervolgde het verhaal. - In elk van hen bevindt zich een trommel waarop de wikkeling is gelegd - lagen elektrische draden. En wanneer er een spanning op de draad wordt aangesloten, ontstaat er een elektromagnetisch veld rond de trommel.

Zaden worden vanuit de bunker in een stroompje op de trommel gegoten. Ze gieten en lijken, onder invloed van een elektrisch veld, te kleven, magnetiseren aan het oppervlak van de trommel. Ja, zo sterk dat ze op de trommel blijven zitten, ook als deze draait.

De meest geëlektrificeerde en lichte zaden worden eraf geborsteld. Andere zaden, zwaardere, komen zelf van het oppervlak van de trommel zodra het deel ervan waar ze zich aan vastplakken onder ...

Zo worden de zaden verdeeld in afzonderlijke soorten, fracties. Bovendien is deze verdeling afhankelijk van de sterkte van het aangelegde elektrische veld en kan op verzoek van een persoon worden aangepast. Op deze manier is het mogelijk om de elektrische scheider af te stellen om bijvoorbeeld "levende", ontkiemende zaden te scheiden van niet-kiemende zaden, en zelfs de kiemkracht van de embryo's te verhogen.

Wat geeft het? Zoals de praktijk heeft aangetoond, levert een dergelijke sortering vóór het zaaien een opbrengstverhoging van 15-20 procent op. En zaden die niet ontkiemen kunnen worden gebruikt voor veevoer of voor het malen van brood.

Diëlektrische afscheiders zijn een grote hulp in de strijd tegen onkruid, dat zeer goed is aangepast aan het samenleven met nuttige planten. Een klein korreltje warkruid is bijvoorbeeld niet te onderscheiden van een wortelzaadje en ambrozijn vermomt zich vakkundig als een radijs. Het elektrische veld onderscheidt echter gemakkelijk een nep, scheidt een nuttige plant van een schadelijke.

Nieuwe machines kunnen zelfs werken met zaden die niet geschikt zijn voor andere methoden van technische sortering, - zei Tarushkin bij het afscheid. - Nog niet zo lang geleden hebben ze ons bijvoorbeeld de kleinste zaadjes gestuurd, waarvan tweeduizend stuks slechts één gram wegen. Voorheen werden ze met de hand gesorteerd, maar onze scheiders konden het sorteren zonder veel moeite aan.

En wat er is gedaan, is in feite nog maar het begin...

Regen, planten en... elektriciteit

De invloed van de natuurlijke condensator van de aarde - elektromagnetische velden beïnvloeden niet alleen zaden, maar ook spruiten.

Dag na dag trekken ze hun stengels omhoog in de positief geladen ionosfeer, en hun wortels graven dieper in de negatief geladen aarde. Voedingsmoleculen, die in plantensappen in kationen en anionen zijn veranderd, gehoorzamen aan de wetten van elektrolytische dissociatie, gaan in tegengestelde richtingen: sommige naar de wortels, andere naar de bladeren. Een stroom negatieve ionen stroomt van de top van de plant naar de ionosfeer. Planten neutraliseren atmosferische ladingen en accumuleren deze zo.

Een paar jaar geleden stelden doctor in de biologische wetenschappen Z.I. Zhurbitsky en uitvinder I.A. Ostryakov zichzelf tot taak om uit te zoeken hoe elektriciteit een van de belangrijkste processen in het plantenleven beïnvloedt, fotosynthese. Hiervoor zetten ze bijvoorbeeld dergelijke experimenten op. Ze vulden de lucht met elektriciteit en voerden de luchtstroom onder een glazen kap door waar de planten stonden. Het bleek dat in dergelijke lucht de processen van absorptie van koolstofdioxide 2-3 keer worden versneld.

De centrales zelf werden onderworpen aan elektrificatie. Bovendien groeien degenen die onder een negatief elektrisch veld hebben gestaan, sneller dan normaal. Een maand lang halen ze hun tegenhangers enkele centimeters in.

Bovendien gaat de versnelde ontwikkeling door, zelfs na het verwijderen van het potentieel.

De verzamelde feiten maken het mogelijk om enkele conclusies te trekken, vertelde Igor Alekseevich Ostryakov me. - Door een positief veld rond het bovengrondse deel van de plant te creëren, verbeteren we de fotosynthese, de plant zal intensiever groene massa ophopen. Negatieve ionen hebben een gunstig effect op de ontwikkeling van het wortelstelsel.

Zo wordt het onder andere mogelijk om planten selectief te beïnvloeden in het proces van hun groei en ontwikkeling, afhankelijk van wat we precies - "tops" of "roots *" nodig hebben ...

Als specialist die destijds bij de productievereniging Sojoezvodproekt werkte, was Ostryakov vanuit dit oogpunt ook geïnteresseerd in elektrische velden. Voedingsstoffen uit de bodem kunnen alleen in de vorm van waterige oplossingen in planten doordringen. Het lijkt erop, wat voor verschil maakt het voor een plant waar vocht vandaan komt - van een regenwolk of van een sproeier? Nee, de experimenten hebben onomstotelijk aangetoond dat regen die op tijd is gepasseerd veel effectiever is dan tijdig water geven.

Wetenschappers begonnen te begrijpen hoe een regendruppel verschilt van een kraan. En ze kwamen erachter: in een onweerswolk krijgen druppeltjes een elektrische lading wanneer ze tegen lucht wrijven. Meestal positief, soms negatief. Het is deze lading van de druppel die als extra plantengroeistimulator dient. Het kraanwater heeft zo'n toeslag niet.

Om de waterdamp in de wolk in een druppel te laten veranderen, heeft hij bovendien een condensatiekern nodig - een onbeduidend stofje dat door de wind van het aardoppervlak wordt opgeworpen. Daaromheen beginnen watermoleculen zich op te hopen en veranderen van damp in vloeistof. Studies hebben aangetoond dat dergelijke stofdeeltjes vaak de kleinste korrels koper, molybdeen, goud en andere sporenelementen bevatten die een gunstig effect hebben op planten.

'Nou, als dat het geval is, waarom zou de kunstmatige regen dan niet kunnen worden veranderd in een schijn van natuurlijke regen?' Ostryakov redeneerde.

En hij bereikte zijn doel door een auteurscertificaat te behalen voor een elektrohydroaeronizer - een apparaat dat elektrische ladingen op waterdruppels creëert. In wezen is dit apparaat een elektrische inductor, die zo op de sprinklerleiding van de sprinklerinstallatie achter de druppelvormingszone is geïnstalleerd, zodat er geen waterstraal, maar een zwerm individuele druppels door het frame vliegt.

Er is ook een dispenser ontworpen waarmee micro-elementen aan de waterstroom kunnen worden toegevoegd. Het is zo opgezet. Een stuk pijp van elektrisch isolerend materiaal snijdt in de slang die water aan de sprinkler levert. En in de buis bevinden zich molybdeen, koper, zinkelektroden ... Kortom, van het materiaal welk micro-element nodig is voor voeding. Wanneer stroom wordt toegepast, beginnen ionen van de ene elektrode naar de andere te bewegen. Tegelijkertijd worden sommigen van hen afgewassen met water en komen ze in de grond terecht. Het aantal ionen kan worden aangepast door de spanning op de elektroden te wijzigen.

Als het nodig is om de grond te verzadigen met sporenelementen van boor, jodium en andere stoffen die geen elektrische stroom geleiden, komt een ander type dispenser in actie. Een kubus van beton wordt neergelaten in een buis met stromend water, van binnen verdeeld in compartimenten, waarin de nodige micro-elementen worden geplaatst. De compartimentafdekkingen dienen als elektroden. Wanneer er spanning op wordt gezet, gaan sporenelementen door de poriën in het beton en worden door het water in de bodem meegevoerd.

Aardappel detector. In het gedoe en de zorgen ging de zomer ongemerkt voorbij. Het is tijd om te oogsten. Maar zelfs een persoon kan een aardappel bedekt met natte herfstaarde niet altijd onderscheiden van dezelfde zwarte kluit aarde. Wat kunnen we zeggen over aardappelrooiers die alles van het veld roeien?

En als je direct op het veld sorteert? Veel ingenieurs braken hun hoofd over dit probleem. Wat voor soort detectoren zijn er niet geprobeerd mechanisch, televisie, ultrasoon ... Ze hebben zelfs geprobeerd een gamma-installatie op de maaidorser te plaatsen. Gammastraling doorboorde de aardse kluiten en knollen, als een röntgenfoto, en de ontvanger die tegenover de sensor stond bepaalde 'wat is wat'.

Maar gammastralen zijn schadelijk voor de menselijke gezondheid, er moeten speciale voorzorgsmaatregelen worden genomen bij het werken met hen. Bovendien is gebleken dat voor een foutloze detectie alle knollen en kluiten ongeveer dezelfde diameter moeten hebben. Daarom namen de specialisten van het Ryazan Radio Engineering Institute - de hoofddocent A.D. Kasatkin en de toen afgestudeerde student, en nu de ingenieur Sergey Reshetnikov - een andere weg in.

Ze bekeken de aardappelknol vanuit het oogpunt van de natuurkunde. Het is bekend dat de capaciteit van een condensator afhangt van de permeabiliteit van het materiaal dat tussen de platen is geplaatst. Als de permittiviteit verandert, verandert ook de capaciteit. Dit natuurkundige principe was de basis van de detectie, aangezien het experiment onthulde:

de diëlektrische constante van een aardappelknol verschilt sterk van de diëlektrische constante van een aarden kluit.

Maar het vinden van het juiste fysieke principe is nog maar het begin. Het was ook nodig om uit te zoeken op welke frequenties de detector in de optimale modus zou werken, een schematisch diagram van het apparaat te ontwikkelen, de juistheid van het idee op een laboratoriumlay-out te controleren...

Het bleek erg moeilijk om een ​​gevoelige capacitieve sensor te maken, zei Sergei Reshetnikov. - We hebben verschillende opties doorlopen en zijn uiteindelijk uitgekomen op dit ontwerp. De sensor bestaat uit twee veerplaten die onder een bepaalde hoek ten opzichte van elkaar zijn geplaatst. Aardappelen vermengd met kluiten aarde vallen in deze eigenaardige trechter. Zodra een aardappel of klomp de condensatorplaten raakt, genereert het besturingssysteem een ​​signaal waarvan de waarde afhangt van de diëlektrische constante van het object in de sensor. Het uitvoerend orgaan - de demper - wijkt in de een of andere richting af, sorterend ...

Het werk werd ooit bekroond met een prijs bij de All-Union Review of the Scientific and Technical Society of Students. Iets is echter nog niet zichtbaar in aardappelrooiers die zijn uitgerust met dergelijke sensoren. Maar ze worden op dezelfde plek gemaakt, in Ryazan ...

De klachten over de Russische traagheid laten we echter tot een andere keer wachten. Het huidige gesprek gaat over de geheimen van planten. We zullen er verder over praten.

"Tandwielen" van de levende klok

Planten in een kist. Een bezoeker zou gemakkelijk kunnen verdwalen in het 18e-eeuwse Parijs. Er waren praktisch geen straatnamen, slechts een paar huizen hadden hun eigen naam in de gevels gegraveerd... Het was nog makkelijker om te verdwalen in de wetenschap van die tijd. De flogistontheorie was een struikelblok in de weg van de ontwikkeling van scheikunde en natuurkunde. De geneeskunde kende niet eens zo'n eenvoudig apparaat als een stethoscoop; als de arts naar de patiënt luisterde, deed hij dit door zijn oor tegen zijn borst te leggen. In de biologie werden alle levende organismen simpelweg vissen, dieren, bomen, kruiden genoemd...

Desalniettemin heeft de wetenschap al een enorme stap gemaakt in vergelijking met de afgelopen eeuwen: wetenschappers nemen in hun onderzoek niet langer genoegen met alleen conclusies, ze zijn begonnen met experimentele gegevens in aanmerking te nemen. Het was het experiment dat als basis diende voor de ontdekking waarover ik u wil vertellen.

Jean-Jacques de Mairan was een astronoom. Maar zoals het een echte wetenschapper betaamt, was hij ook een oplettend persoon. En daarom vestigde hij in de zomer van 1729 de aandacht op het gedrag van de heliotroop, een kamerplant die in zijn kantoor stond. Het bleek dat de heliotroop een speciale gevoeligheid voor licht heeft; hij keerde niet alleen zijn bladeren na het daglicht, maar met de zonsondergang vielen zijn bladeren neer, vielen. De plant viel als het ware in slaap tot de volgende ochtend, om pas bij de eerste zonnestraal zijn bladeren te verspreiden. Maar het meest interessante is dat niet. De Maran merkte op dat de heliotroop zijn "gymnastiek" doet, zelfs als de ramen van de kamer zijn dichtgetrokken met dikke gordijnen. De wetenschapper zette een speciaal experiment op, sloot de plant op in de kelder en zorgde ervoor dat de heliotroop in slaap blijft vallen en wakker wordt op een strikt gedefinieerd tijdstip, zelfs in volledige duisternis.

De Maran vertelde zijn vrienden over het opmerkelijke fenomeen en ... zette de experimenten niet verder. Hij was tenslotte een astronoom en het onderzoeken van de aard van de aurora baarde hem meer dan het vreemde gedrag van een kamerplant.

Het zaad van nieuwsgierigheid was echter al in de grond van wetenschappelijke nieuwsgierigheid gegooid. Vroeg of laat moest het ontkiemen. Inderdaad, 30 jaar later, op dezelfde plaats, in Parijs, verscheen een man die de ontdekking van de Maran bevestigde en zijn experimenten voortzette.

De man heette Henry-Louis Duhamel. Zijn wetenschappelijke interesses lagen in geneeskunde en landbouw. En daarom, nadat hij over de experimenten van de Maran had geleerd, raakte hij er veel meer in geïnteresseerd dan de auteur zelf.

Om te beginnen reproduceerde Duhamel de experimenten van de Marant met de grootst mogelijke zorgvuldigheid. Om dit te doen nam hij enkele heliotropen, vond een oude wijnkelder, waarvan de ingang door een andere donkere kelder leidde, en liet de planten daar achter. Bovendien sloot hij zelfs enkele heliotropen op in een grote, met leer beklede kist en bedekte ze met verschillende dekens om de temperatuur te stabiliseren ... Alles was tevergeefs: ook in dit geval behielden de heliotropen hun ritme. En Duhamel schreef met een zuiver geweten: "Deze experimenten stellen ons in staat om te concluderen dat de beweging van plantenbladeren niet afhankelijk is van licht of warmte ..."

Van wat dan? Duhamel kon deze vraag niet beantwoorden. Honderden andere onderzoekers uit vele landen van de wereld hebben er geen antwoord op gegeven, hoewel Carl Linnaeus, Charles Darwin en vele andere vooraanstaande natuurwetenschappers tot hun gelederen behoorden.

Pas in de tweede helft van de 20e eeuw maakten duizenden verzamelde feiten het eindelijk mogelijk om tot de conclusie te komen: al het leven op aarde, zelfs eencellige microben en algen, heeft zijn eigen biologische klok!

Deze klokken worden in gang gezet door de verandering van dag en nacht, dagelijkse schommelingen in temperatuur en druk, veranderingen in het magnetische veld en andere factoren.

Soms is één lichtstraal al voldoende om de "wijzers" van de biologische klok in een bepaalde positie te brengen en dan op eigen kracht verder te gaan, zonder een behoorlijk lange tijd te verdwalen.

Maar hoe is de klok van een levende cel gerangschikt?

Wat is de basis van hun "mechanisme"?

"Chronos" Eret. Om het principe van de werking van levende klokken te achterhalen, probeerde de Amerikaanse bioloog Charles Ehret zich hun mogelijke vorm voor te stellen. "Natuurlijk, een mechanische wekker met pijlen en tandwielen", redeneerde Ehret, "is zinloos om in een levende cel te zoeken. Maar mensen herkennen en herkennen de tijd niet altijd met behulp van mechanische horloges? ..."

De onderzoeker begon informatie te verzamelen over alle tijdmeters die ooit door de mensheid zijn gebruikt. Hij bestudeerde zonne- en waterklokken, zand- en atoomklokken... In zijn collectie was zelfs een plek voor klokken waarin de tijd werd bepaald door witte schimmelvlekken die gedurende een bepaalde tijd groeiden op een roze voedingsbouillon.

Een dergelijke benadering zou Eret natuurlijk oneindig ver van zijn doel kunnen brengen. Maar hij had geluk. Ooit vestigde Eret de aandacht op de klok van koning Alfred, die in de 9e eeuw leefde. Afgaand op de beschrijving van een van de tijdgenoten van de koning, bestond dit horloge uit twee spiraalvormig met elkaar verweven stukken touw gedrenkt in een mengsel van bijenwas en kaarsvet. Toen ze in brand werden gestoken, verbrandden de stukken met een constante snelheid van drie inch per uur, zodat men door de lengte van de rest te meten, vrij nauwkeurig kon bepalen hoeveel tijd was verstreken sinds dergelijke klokken werden gestart.

Dubbele helix... Er is iets verrassend bekends in deze afbeelding! Eret spande zijn geheugen niet tevergeefs in. Eindelijk herinnerde hij zich: "Nou, natuurlijk! Het DNA-molecuul heeft de vorm van een dubbele helix..."

Wat volgde daar echter uit? Bepaalt de gemeenschappelijkheid van de vorm de gemeenschappelijkheid van de essentie? Een spiraal van touwen verbrandt in een paar uur, terwijl de DNA-spiraal zichzelf blijft kopiëren gedurende het hele leven van de cel...

En toch veegde Eret de willekeurige gedachte van tafel. Hij ging op zoek naar een levend mechanisme waarop hij zijn aannames kon testen. Uiteindelijk koos hij voor de infusoriaanse schoen - de kleinste en eenvoudigste cel van dierlijke oorsprong, waarin bioritmen werden gevonden. "Meestal gedragen ciliaten zich overdag actiever dan 's nachts. Als het mij lukt om, door in te werken op het DNA-molecuul, de wijzers van de biologische klok van de ciliaten te bewegen, kan het als bewezen worden beschouwd dat het DNA-molecuul ook wordt gebruikt als een bioklok mechanisme ..."

Op deze manier redenerend, gebruikte Eret als een hulpmiddel dat de pijlen vertaalde, lichtlanceert met verschillende golflengten: ultraviolet, blauw, rood ... Ultraviolette straling was vooral effectief - na de bestralingssessie veranderde het levensritme van de ciliaten merkbaar .

Het zou dus als bewezen kunnen worden beschouwd: het DNA-molecuul wordt gebruikt als een intern klokmechanisme. Maar hoe werkt het mechanisme? In antwoord op deze vraag ontwikkelde Eret een zeer complexe theorie, waarvan de essentie hierop neerkomt.

De basis van de tijdreferentie zijn zeer lange (tot 1 m lange!) DNA-moleculen, die de Amerikaanse wetenschapper "chronons" noemde. In de normale toestand zijn deze moleculen opgerold in een strakke spiraal en nemen ze heel weinig ruimte in beslag. Op die plaatsen waar de strengen van de helix enigszins divergeren, wordt boodschapper-RNA gebouwd, dat uiteindelijk de volledige lengte van een enkele DNA-streng bereikt. Tegelijkertijd vindt een aantal onderling samenhangende reacties plaats, waarvan de verhouding van de snelheden kan worden beschouwd als het werk van het "mechanisme" van de klok. Dat is, zoals Ehret zegt, het skelet van het proces, 'waarin alle details die niet absoluut noodzakelijk zijn weggelaten zijn'.

Pulserende buizen. Houd er rekening mee dat de Amerikaanse wetenschapper chemische reacties beschouwt als de basis van de cyclus, de basis ervan. Maar wat precies?

Om deze vraag te beantwoorden, gaan we van het jaar 1967, toen Eret zijn onderzoek deed, over naar nog eens tien jaar geleden. En laten we eens kijken in het laboratorium van de Sovjetwetenschapper B.P. Belousov. Op zijn bureaublad zag men een statief met gewone laboratoriumreageerbuisjes. Maar hun inhoud was bijzonder. De vloeistof in de reageerbuizen veranderde periodiek van kleur.

Zojuist was het rood en nu werd het blauw, toen bloosde het weer...

Belousov deed verslag van een nieuw type pulserende chemische reacties die hij ontdekte op een van de symposia van biochemici. Het rapport werd met belangstelling beluisterd, maar niemand besteedde aandacht aan het feit dat de aanvankelijke componenten in cyclische reacties organische stoffen waren, die qua samenstelling sterk lijken op de stoffen van een levende cel.

Slechts twee decennia later, na de dood van Belousov, werd zijn werk gewaardeerd door een andere Russische wetenschapper A.M. Zhabotinsky.

Hij ontwikkelde samen met zijn collega's een gedetailleerd recept voor reacties van deze klas en deed in 1970 verslag van de belangrijkste resultaten van zijn onderzoek op een van de internationale congressen.

Verder werd in het begin van de jaren zeventig het werk van Sovjetwetenschappers onderworpen aan een grondige analyse door buitenlandse experts. Zo ontdekten de Amerikanen R. Field, E. Koros en R. Knowes dat onder de vele factoren die de wijze van interactie van stoffen in pulserende reacties bepalen, er drie belangrijke kunnen worden onderscheiden: waterstofbromideconcentratie, bromide-ionconcentratie en oxidatie van metaalionen van de katalysator. Alle drie de factoren werden gecombineerd tot een nieuw concept, dat Amerikaanse biologen de Oregon-oscillator of orsgonator noemden, naar hun werkplek. Het is de oorsprong die veel wetenschappers verantwoordelijk achten voor zowel het bestaan ​​van de gehele periodieke cyclus als geheel, als voor de intensiteit, de snelheid van procesoscillaties en andere parameters.

Enige tijd later ontdekten Indiase wetenschappers die onder leiding van A. Winfrey werkten dat de processen die plaatsvinden tijdens dergelijke reacties sterk lijken op de processen in zenuwcellen. Bovendien slaagde hetzelfde R. Field er in samenwerking met de wiskundige V. Tray in om wiskundig de overeenkomst te bewijzen van de oregonatorprocessen en de verschijnselen die optreden in het recent ontdekte zenuwmembraan. Ongeacht hen behaalden onze landgenoten F.V. Gulko en A.A. Petrov vergelijkbare resultaten met behulp van een gecombineerde analoog-digitale computer.

Maar zo'n zenuwmembraan is tenslotte een schil van een zenuwcel. En in het membraan zijn er "kanalen" - zeer grote eiwitmoleculen die vrij veel lijken op de DNA-moleculen die zich in de kern van dezelfde cel bevinden. En als de processen in het membraan een biochemische basis hebben - en dit is tegenwoordig met veel vertrouwen vastgesteld - waarom zouden de processen die in de kern plaatsvinden dan een andere basis hebben?

Dus alsof de chemische basis van bioritmen heel duidelijk begint te worden getekend. Tegenwoordig lijdt het geen twijfel dat de materiële basis van biologische klokken, hun "tandwielen", biochemische processen zijn. Maar in welke volgorde klampt het ene "tandwiel" zich vast aan het andere? Hoe verloopt de keten van biochemische processen precies in al hun volledigheid en complexiteit? .. Dit moet nog grondig worden begrepen - dit is hoe een van de toonaangevende specialisten in ons land op dit gebied, hoofd van het laboratorium van het Instituut voor Biomedische Problemen B, becommentarieerde in een gesprek met mij de stand van zaken in de bioritmologie .S.Alyakrinsky.

En hoewel er in de chemie van de bioritmologie inderdaad nog veel onduidelijkheid is, zijn de eerste experimenten met het praktische gebruik van dergelijke chemische klokken al uitgevoerd. Dus, laten we zeggen, een paar jaar geleden ontdekte chemisch ingenieur EN Moskalyanova, tijdens het bestuderen van chemische reacties in oplossingen die een van de aminozuren bevatten die nodig zijn voor een persoon - tryptofaan, een ander type pulserende reacties: de vloeistof veranderde van kleur afhankelijk van de tijd van dag.

De reactie met kleurstofadditieven verloopt het meest intensief bij een temperatuur van ongeveer 36°C. Bij verhitting boven 40 ° beginnen de kleuren te vervagen, de tryptofaanmoleculen worden vernietigd. De reactie stopt ook wanneer de oplossing wordt afgekoeld tot 0°C. Kortom, er ontstaat een directe analogie met het temperatuurregime van de chemische klok van ons lichaam.

Moskalyanova voerde zelf meer dan 16 duizend experimenten uit. Reageerbuisjes met oplossingen werden door haar naar vele wetenschappelijke instellingen in het land gestuurd om te testen. En nu er een enorme hoeveelheid feitelijk materiaal is verzameld, is het duidelijk geworden: inderdaad, oplossingen die tryptofaan en xanthhydrolkleurstof bevatten, kunnen in de loop van de tijd van kleur veranderen. Zo werd het in principe mogelijk om een ​​volledig nieuw horloge te maken dat geen handen of een mechanisme nodig heeft ...

Botanici met galvanometer

Levende batterijen. "Iedereen weet hoe populariseerders graag de rol van het toeval in de geschiedenis van grote ontdekkingen benadrukken. Columbus zeilde om de westelijke zeeroute naar India te verkennen en, stel je voor, heel per ongeluk ... Newton zit in zijn tuin en plotseling een appel valt bij toeval..."

Dus schrijven ze in hun boek, waarvan de titel in de titel van dit hoofdstuk is geplaatst, S.G. Galaktionov en V.M. Yurin. En ze stellen verder dat de geschiedenis van de ontdekking van elektriciteit in levende organismen geen uitzondering is. Veel werken benadrukken dat het per ongeluk werd ontdekt: Luigi Galvani, een anatomieprofessor aan de Universiteit van Bologna, raakte met de voorbereide kikkerspier de koude balustrade aan en ontdekte dat hij trilde. Waarom?

De nieuwsgierige professor krabde veel op zijn hoofd om deze vraag te beantwoorden, totdat hij uiteindelijk tot de conclusie kwam dat de spier zich samentrok omdat er spontaan een kleine elektrische stroom in de reling werd geïnduceerd. Hij is het, als een zenuwimpuls, die de spier het bevel geeft om samen te trekken.

En het was echt een briljante ontdekking. Vergeet tenslotte niet: het was pas 1786 op het erf en er waren slechts een paar decennia verstreken nadat Gausen zijn vermoeden had uitgesproken dat het principe dat in de zenuw werkte elektriciteit was. Ja, en elektriciteit zelf bleef voor velen nog steeds een mysterie met zeven zegels.

Inmiddels is er een begin gemaakt.

En sinds de tijd van Galvani zijn er zogenaamde schadestromen bekend geworden bij elektrofysiologen. Als bijvoorbeeld een spierpreparatie over de vezels wordt gesneden en de elektroden van een galvanometer, een apparaat voor het meten van zwakke stromen en spanningen, naar de snede en naar het onbeschadigde longitudinale oppervlak worden gebracht, dan zal het een potentiaalverschil van ongeveer 0,1 volt. Naar analogie begonnen ze de schadestromen in planten te meten. Delen van bladeren, stengels en vruchten waren altijd negatief geladen ten opzichte van normaal weefsel.

Een interessant experiment op dit gebied werd in 1912 uitgevoerd door Beitner en Loeb. Ze sneden een gewone appel doormidden en haalden het klokhuis eruit. Toen in plaats van de kern een elektrode in de appel werd geplaatst en de tweede aan de schil werd bevestigd, toonde de galvanometer opnieuw de aanwezigheid van spanning - de appel werkte als een levende batterij.

Vervolgens bleek dat er ook een bepaald potentiaalverschil werd gevonden tussen verschillende delen van een onbeschadigde plant. Dus bijvoorbeeld de centrale nerf van een blad van kastanje, tabak, pompoen en sommige andere gewassen heeft een positief potentieel ten opzichte van het groene vruchtvlees van het blad.

Toen, na de stromen van vernietiging, was het de beurt aan het openen van de stromen van actie. De klassieke manier om ze te demonstreren werd gevonden door dezelfde Galvani.

Twee neuromusculaire preparaten van een lankmoedige kikker zijn zo gestapeld dat de zenuw van de ander op het spierweefsel van de een ligt. Door de eerste spier te stimuleren met koude, elektriciteit of een chemische stof, kun je zien hoe de tweede spier duidelijk begint samen te trekken.

Natuurlijk probeerden ze iets soortgelijks in planten te vinden. Er werden inderdaad werkingsstromen ontdekt in experimenten met bladstelen van mimosabladeren, een plant waarvan bekend is dat hij in staat is mechanische bewegingen uit te voeren onder invloed van externe prikkels. Bovendien werden de meest interessante resultaten verkregen door Burdon-Sanders, die de actiestromen bestudeerde in de sluitende bladeren van een insectenetende plant - de Venus-vliegenval. Het bleek dat op het moment van het vouwen van het blad in zijn weefsels precies dezelfde actiestromen worden gevormd als in de spier.

En tot slot bleek dat de elektrische potentialen in planten op bepaalde momenten sterk kunnen toenemen, bijvoorbeeld wanneer bepaalde weefsels afsterven. Toen de Indiase onderzoeker Bose de buitenste en binnenste delen van een groene erwt verbond en deze tot 60 ° C verwarmde, registreerde de galvanometer een elektrisch potentieel van 0,5 volt.

Bos zelf becommentarieerde dit feit met de volgende overweging: "Als 500 paar halve erwten in een bepaalde volgorde in een reeks worden verzameld, kan de uiteindelijke elektrische spanning 500 volt zijn, wat voldoende is om een ​​nietsvermoedend slachtoffer in de elektrische stoel Het is maar goed dat de kok niet op de hoogte is van het gevaar dat hem bedreigt wanneer hij dit speciale gerecht klaarmaakt, en gelukkig voor hem doen de erwten niet mee in een geordende reeks.

De batterij is een cel. Het is begrijpelijk dat de onderzoekers geïnteresseerd waren in de vraag wat de minimale grootte van een levende batterij is. Hiervoor begonnen sommigen steeds meer holtes in de appel te schrapen, anderen - om erwten in steeds kleinere stukjes te verkruimelen, totdat het duidelijk werd: om aan het einde van deze "verpletterende ladder" te komen, zou het nodig zijn om onderzoek doen op cellulair niveau.

Het celmembraan lijkt op een soort schil, bestaande uit cellulose.

De moleculen, die lange polymeerketens zijn, vouwen zich in bundels en vormen filamenteuze strengen - micellen. Micellen vormen op hun beurt vezelachtige structuren - fibrillen. En door hun interliniëring wordt de basis van het celmembraan gevormd.

Vrije holtes tussen fibrillen kunnen gedeeltelijk of volledig worden gevuld met lignine, amylopectine, hemicellulose en enkele andere stoffen. Met andere woorden, zoals de Duitse chemicus Freudsnberg het ooit zei, "het celmembraan lijkt op gewapend beton", waarbij micellaire strengen de rol van wapening spelen, en lignine en andere vulstoffen een soort beton zijn.

Maar ook hier zijn er grote verschillen. "Beton" vult slechts een deel van de holtes tussen de fibrillen. De rest van de ruimte is gevuld met de "levende substantie" van de cel - de protoplast. De slijmstof - protoplasma - bevat kleine en complex georganiseerde insluitsels die verantwoordelijk zijn voor de belangrijkste levensprocessen. Chloroplasten zijn bijvoorbeeld verantwoordelijk voor fotosynthese, mitochondriën zijn verantwoordelijk voor de ademhaling en de kern is verantwoordelijk voor deling en reproductie. Bovendien grenst gewoonlijk een laag protoplasma met al deze insluitsels aan de celwand, en in de protoplast neemt een vacuole, een druppel van een waterige oplossing van verschillende zouten en organische stoffen, een groter of kleiner volume in. En soms kunnen er meerdere vacuolen in een cel zijn.

Verschillende delen van de cel worden van elkaar gescheiden door de dunste films van membranen. De dikte van elk membraan is slechts een paar moleculen, maar er moet worden opgemerkt dat deze moleculen vrij groot zijn en daarom kan de dikte van het membraan 75-100 angstrom bereiken. (De waarde lijkt erg groot te zijn, maar laten we niet vergeten dat de angstrom zelf slechts 10 "cm is.)

Op de een of andere manier zijn er echter drie moleculaire lagen te onderscheiden in de structuur van het membraan: twee buitenste worden gevormd door eiwitmoleculen en een binnenste, bestaande uit een vetachtige substantie - lipiden. Deze gelaagdheid geeft de membraanselectiviteit; Heel simpel gezegd: verschillende stoffen sijpelen met verschillende snelheden door het membraan. En dit maakt het voor de cel mogelijk om uit de milieuschade de meest noodzakelijke stoffen te kiezen, om ze binnenin op te hopen.

Ja, er zijn stoffen! Zoals bijvoorbeeld blijkt uit experimenten die zijn uitgevoerd in een van de laboratoria van het Moskouse Instituut voor Fysica en Technologie onder leiding van professor E.M. Trukhan, zijn membranen in staat zelfs elektrische ladingen te scheiden. Ze laten bijvoorbeeld elektronen naar één kant passeren, terwijl protonen het membraan niet kunnen binnendringen.

Hoe complex en subtiel het werk dat wetenschappers moeten doen, kan worden beoordeeld aan de hand van dit feit. Hoewel we zeiden dat het membraan uit vrij grote moleculen bestaat, is de dikte ervan in de regel niet groter dan 10 "cm, een miljoenste van een centimeter. En het kan niet dikker worden gemaakt, anders daalt de efficiëntie van ladingsscheiding sterk.

En nog een moeilijkheid. In een gewoon groen blad zijn ook chloroplasten, fragmenten die chlorofyl bevatten, verantwoordelijk voor de overdracht van elektrische ladingen. En deze stoffen zijn onstabiel en worden al snel onbruikbaar.

Groene bladeren in de natuur leven op de kracht van 3-4 maanden, - een van de laboratoriummedewerkers, kandidaat voor fysische en wiskundige wetenschappen V.B. Kireev, vertelde me. - Het heeft natuurlijk geen zin om op deze basis een industriële installatie te creëren die elektriciteit zou opwekken volgens het groene bladpatent. Daarom is het noodzakelijk om ofwel manieren te vinden om natuurlijke stoffen resistenter en duurzamer te maken, of, bij voorkeur, synthetische vervangers ervoor te vinden. Hier zijn we momenteel mee bezig...

En onlangs is het eerste succes gekomen: er zijn kunstmatige analogen van natuurlijke membranen gemaakt. De basis was zinkoxide. Dat wil zeggen, de meest gewone, bekende whitewash ...

Goudmijners. Om de oorsprong van elektrische potentialen in planten te verklaren, kan men niet alleen stoppen met het stellen van het feit: "Plantenelektriciteit" is het resultaat van een ongelijkmatige (zelfs zeer ongelijke!) verdeling van ionen tussen verschillende delen van de cel en de omgeving. De vraag rijst meteen: "Waarom ontstaat zo'n oneffenheid?"

Het is bijvoorbeeld bekend dat voor het optreden van een potentiaalverschil van 0,15 volt tussen een algencel en het water waarin deze leeft, het noodzakelijk is dat de kaliumconcentratie in de vacuole ongeveer 1000 keer hoger is dan in de "buitenboordmotor". " water. Maar het proces van diffusie is ook bekend bij de wetenschap, dat wil zeggen, de spontane wens van een stof om gelijkmatig over het gehele beschikbare volume te worden verdeeld. Waarom gebeurt dit niet bij planten?

Op zoek naar een antwoord op deze vraag zullen we een van de centrale problemen in de moderne biofysica moeten aansnijden: het probleem van actief transport van ionen door biologische membranen.

Laten we opnieuw beginnen met het opsommen van enkele bekende feiten. Vrijwel altijd is het gehalte aan bepaalde zouten in de plant zelf hoger dan in de bodem of (in het geval van algen) in het milieu. De nitella-alg is bijvoorbeeld in staat om kalium op te hopen in concentraties die duizenden keren hoger zijn dan in de natuur.

Bovendien accumuleren veel planten niet alleen kalium. Zo bleek in de alg Kadophora fracta het gehalte aan zink 6000, cadmium - 16.000, cesium - 35.000 en yttrium - bijna 120.000 keer hoger dan in de natuur.

Dit feit bracht trouwens sommige onderzoekers op het idee van een nieuwe methode van goudwinning. Hier is hoe bijvoorbeeld Gr. Adamov in zijn boek "The Secret of Two Oceans" - een eens zo populaire fantasy-avonturenroman, geschreven in 1939.

De nieuwste onderzeeër "Pioneer" steekt twee oceanen over en stopt van tijd tot tijd voor puur wetenschappelijke doeleinden. Tijdens één stop loopt een groep ontdekkingsreizigers langs de zeebodem. En dus...

"Plots stopte de zoöloog, liet Pavliks hand los en rende opzij, pakte iets van de bodem. Pavlik zag dat de wetenschapper een grote zwarte ingewikkeld gekrulde schelp bestudeerde en de metalen vinger van het pak tussen de flappen stak.

Wat zwaar... - mompelde de zoöloog. - Als een stuk ijzer... Wat vreemd...

Wat is er, Arsen Davidovich?

Pavlik! riep de zoöloog plotseling uit, met een poging de deuren te openen en aandachtig het geleiachtige lichaam ertussen te onderzoeken. - Pavlik, dit is een nieuwe soort van de laminabranchiale klasse. Volkomen onbekend voor de wetenschap...

De belangstelling voor het mysterieuze weekdier ontvlamde nog meer toen de zoöloog aankondigde dat hij tijdens het bestuderen van de structuur van het lichaam en de chemische samenstelling een enorme hoeveelheid opgelost goud in zijn bloed vond, waardoor het gewicht van het weekdier bleek te zijn ongebruikelijk.

In dit geval heeft de sciencefictionschrijver niets bijzonders uitgevonden. Inderdaad, het idee om verschillende levende organismen te gebruiken om goud uit zeewater te halen, had op een gegeven moment veel geesten. Legenden verspreidden zich over koralen en schelpen die goud ophopen met bijna tonnen.

Deze legendes waren echter gebaseerd op feitelijke feiten. In 1895 ontdekte Leversidge, na analyse van het goudgehalte in zeewieras, dat het vrij hoog was - 1 g per 1 ton as. Aan de vooravond van de Eerste Wereldoorlog werden verschillende projecten voorgesteld om onderwaterplantages aan te leggen waarop "gouddragende" algen zouden worden gekweekt. Geen van hen werd echter uitgevoerd.

De botanici van goudzoekers, die zich realiseerden dat het vrij duur is om enig werk in de oceanen uit te voeren, verspreidden zich naar het land. In de jaren dertig deed een groep van professor B. Nemets in Tsjechoslowakije onderzoek naar de as van verschillende maïsvariëteiten. Dus de resultaten van de analyse toonden aan dat de Indianen deze plant niet tevergeefs als goud beschouwen - er zat behoorlijk wat edelmetaal in zijn as: nogmaals, 1 g per 1 ton as.

Het gehalte in de as van dennenappels was echter nog groter, tot 11 g per 1 ton as.

Mobiele robots. De "goudkoorts" nam echter snel af, omdat niemand erin slaagde de planten te dwingen goud in een hogere concentratie te verzamelen, of een manier te ontwikkelen die goedkoop genoeg was om het zelfs uit de as te halen. Maar planten worden nog steeds gebruikt als een soort indicatoren bij geologische verkenning. Zelfs vandaag richten geologen zich soms op bepaalde soorten planten. Het is bijvoorbeeld bekend dat sommige soorten quinoa alleen groeien op zoutrijke bodems. En geologen gebruiken deze omstandigheid om zowel zoutafzettingen als oliereserves te onderzoeken, die vaak voorkomen onder zoutlagen. Een vergelijkbare fytogeochemische methode wordt gebruikt om te zoeken naar afzettingen van kobalt, sulfiden, uraniumertsen, nikkel, kobalt, chroom en ... allemaal hetzelfde goud.

En hier is het blijkbaar tijd om die membraanpompen te onthouden, die onze beroemde wetenschapper S.M. Martirosov ooit de biorobots van de cel noemde. Het is dankzij hen dat bepaalde stoffen selectief door het membraan worden gepompt.

Degenen die serieus geïnteresseerd zijn in de werkingsprincipes van membraanpompen, verwijzen rechtstreeks naar Martirosov's boek "Bionopumps - celrobots?", waar veel subtiliteiten worden uiteengezet in 140 pagina's met voldoende detail, met formules en diagrammen. We proberen hier met het absolute minimum rond te komen.

"Een biologische pomp is een moleculair mechanisme dat zich in een membraan bevindt en dat in staat is om stoffen te transporteren met behulp van de energie die vrijkomt bij de afbraak van adenosinetrifosfaat (ATP) of met behulp van een andere vorm van energie", schrijft Martirosov. En verder: "Tot op heden is de mening ontstaan ​​dat er alleen ionenpompen in de natuur bestaan. En omdat ze goed zijn bestudeerd, kunnen we hun deelname aan het leven van cellen zorgvuldig analyseren."

Door verschillende trucs en omwegen - vergeet niet dat wetenschappers te maken hebben met een microscopisch object van 10 "cm dik, wetenschappers zijn erin geslaagd vast te stellen dat membraanpompen niet alleen het vermogen hebben om natriumionen van de cel uit te wisselen voor kaliumionen van de externe omgeving, maar dienen ook als een bron van elektrische stroom.

Dit komt omdat de natriumpomp typisch twee natriumionen uitwisselt voor twee kaliumionen. Zo blijkt één ion als het ware overbodig, een overtollige positieve lading wordt constant uit de cel gehaald, wat leidt tot het opwekken van een elektrische stroom.

Welnu, waar haalt de membraanpomp zelf energie voor zijn werk? In een poging om deze vraag te beantwoorden bracht de Engelse biochemicus Peter Mitchel in 1966 een hypothese naar voren, waarvan een van de bepalingen was dat de absorptie van licht door een levende cel er onvermijdelijk toe leidt dat er een elektrische stroom in ontstaat.

De hypothese van de Engelsman is ontwikkeld door RAS-corresponderend lid V.P. Skulachev, professoren EN Kondratiev, NS Egorov en andere wetenschappers. Membranen werden vergeleken met opslagcondensatoren. Er werd verduidelijkt dat er speciale eiwitten in het membraan zitten die zoutmoleculen uiteenvallen in hun samenstellende delen, positief en negatief geladen ionen, en ze komen uiteindelijk aan weerszijden terecht. Dit is hoe het elektrische potentieel zich ophoopt, dat zelfs kon worden gemeten - het is bijna een kwart volt.

Bovendien is het principe van de potentiaalmeting zelf interessant. Wetenschappers die onder leiding van V.P. Skulachev werkten, creëerden optische meetapparatuur. Het is een feit dat ze erin zijn geslaagd kleurstoffen te vinden die, wanneer ze in een elektrisch veld worden geplaatst, hun absorptiespectrum veranderen. Bovendien zijn sommige van deze kleurstoffen, zoals chlorofyl, permanent aanwezig in plantencellen. Dus door de verandering in het spectrum te meten, slaagden de onderzoekers erin de grootte van het elektrische veld te bepalen.

Er wordt gezegd dat deze uiterlijk onbeduidende feiten spoedig kunnen worden gevolgd door grootse praktische gevolgen. Nadat ze de eigenschappen van het membraan, het werkingsmechanisme van de pompen goed hebben begrepen, zullen wetenschappers en ingenieurs op een dag zijn kunstmatige tegenhangers creëren. En die zullen op hun beurt de basis worden van een nieuw type energiecentrale - biologisch.

Op een plek waar altijd veel zon is - bijvoorbeeld in de steppe of woestijn - zal men op honderden dragers een opengewerkte dunne film uitspreiden, die een oppervlakte van zelfs tientallen vierkante kilometers kan beslaan. En de gebruikelijke transformatoren en hoogspanningsmasten zullen in de buurt worden geïnstalleerd. En er zal nog een technisch wonder plaatsvinden op basis van de patenten van de natuur. Het "netwerk voor het opvangen van zonlicht" zal regelmatig elektriciteit leveren en heeft voor zijn werking geen gigantische dammen nodig, zoals een waterkrachtcentrale, of het verbruik van steenkool, gas en andere brandstoffen, zoals een thermische krachtcentrale. Eén zon zal genoeg zijn, die, zoals u weet, tot nu toe gratis voor ons schijnt ...

jager planten

Legenden van kannibaalplanten. "Wees niet bang. De kannibaalboom, de "missing link" tussen de planten- en dierenwereld, bestaat niet, vindt de Zuid-Afrikaanse schrijver Lawrence Green nodig om zijn lezer meteen te waarschuwen. - En toch kan er een korreltje zijn van de waarheid in de onsterfelijke legende van de sinistere boom ..."

We zullen verder praten over wat de schrijver in gedachten had toen hij sprak over de "kern van de waarheid". Maar laten we het eerst hebben over de legendes zelf.

"... En toen begonnen grote bladeren langzaam omhoog te komen. Zwaar, als de pijlen van kraanvogels, stegen ze op en sloten zich op het slachtoffer af met de kracht van een hydraulische pers en met de meedogenloosheid van een martelwerktuig. Een moment later, kijkend hoe deze enorme bladeren elkaar steviger tegen een vriend drukten, zag ik stromen stroopvloeistof door de boom stromen, vermengd met het bloed van het slachtoffer. Bij het zien hiervan schreeuwde de menigte wilden om me heen doordringend, omringde de boom van alle kanten, begon het te omhelzen, en elk met een kopje, bladeren, handen of tong - nam genoeg vloeistof om gek te worden en gek te worden..."

En hij aarzelde niet om hieraan toe te voegen dat de boom eruitzag als een ananas van twee meter hoog. Dat het donkerbruin van kleur was en dat het hout er zo hard uitzag als ijzer. Die acht bladeren hingen vanaf de top van de kegel tot aan de grond, als open deuren die aan scharnieren hingen. Bovendien eindigde elk blad in een punt en was het oppervlak bezaaid met grote gebogen punten.

Over het algemeen beperkte Lihe zijn verbeeldingskracht niet en eindigde de huiveringwekkende beschrijving van een mensenoffer aan een mensenetende plant met de opmerking dat de bladeren van de boom tien dagen lang hun verticale positie behielden.

En toen ze weer afdaalden, lag aan de voet een keurig aangevreten schedel.

Deze schaamteloze leugen gaf niettemin aanleiding tot een hele literaire trend. Wat een passies zijn er al bijna een halve eeuw niet meer te zien op de pagina's van verschillende publicaties! Zelfs de bekende Engelse schrijver Herbert Wells, die een soortgelijk incident beschreef in zijn verhaal "The Blossoming of a Strange Orchid", kon de verleiding niet weerstaan.

Weet u nog wat er gebeurde met een zekere meneer Wetherburne, die bij die gelegenheid de wortel van een onbekende tropische orchidee kocht en deze in zijn kas kweekte? Op een dag bloeide de orchidee en Weatherburn rende om naar dit wonder te kijken. En om de een of andere reden bleef ik in de kas hangen. Toen om half vijf, volgens de eens en voor altijd routine, de eigenaar niet aan tafel kwam om het traditionele kopje thee te drinken, ging de huishoudster uitzoeken wat hem kon vertragen.

"Hij lag aan de voet van een vreemde orchidee. De tentakelachtige luchtwortels hingen niet langer vrij in de lucht. Toen ze naderden, vormden ze als het ware een bal van grijs touw, waarvan de uiteinden zijn kin stevig bedekten , nek en armen.

Eerst begreep ze het niet. Maar toen zag ik een dun straaltje bloed onder een van de roofzuchtige tentakels..."

De dappere vrouw ging onmiddellijk in gevecht met een vreselijke plant. Ze brak het glas van de kas om zich te ontdoen van het bedwelmende aroma dat in de lucht regeerde, en begon toen het lichaam van de eigenaar te slepen.

"De pot met de verschrikkelijke orchidee viel op de grond. Met grimmige vasthoudendheid klampte de plant zich nog steeds vast aan zijn prooi. Overwerkt sleepte ze het lichaam samen met de orchidee naar de uitgang. Toen bedacht ze dat ze de aangehechte wortels een tegelijk, en in een minuut was Weatherburn vrij. Hij was bleek als een laken, bloed stroomde uit talloze wonden ... "

Dit is het verschrikkelijke verhaal dat de pen van de schrijver uitbeeldde. Met een sciencefictionschrijver is de vraag echter klein - hij verzekerde niemand dat zijn verhaal gebaseerd was op documentaire feiten.

Maar anderen hielden vast aan het laatste...

En wat verrassend is: zelfs serieuze wetenschappers geloofden hun "documentaire bewijzen". In ieder geval hebben sommigen van hen pogingen ondernomen om roofplanten op onze planeet te vinden. En ik moet zeggen dat hun inspanningen uiteindelijk ... met succes werden bekroond! Er zijn inderdaad jagersplanten gevonden.

Moeras jagers. Gelukkig voor jou en mij voeden dergelijke planten zich niet met menselijke slachtoffers en zelfs niet met dieren, maar alleen met insecten.

Tegenwoordig wordt in leerboeken over botanie vaak melding gemaakt van de Flytrap van Venus, een plant die voorkomt in de moerassen van North Carolina in de Verenigde Staten. Het blad eindigt in een verdikte ronde plaat, waarvan de randen zijn voorzien van scherpe tanden. En het oppervlak van het blad is bezaaid met gevoelige borstelharen. Dus als een insect gewoon op een blad zit dat zo lekker ruikt, en de helften die zijn uitgerust met tanden, vallen als een echte val in elkaar.

Een zonnedauwblad, een insectenetende plant die groeit in de veengebieden van Rusland, ziet eruit als een hoofdmassageborstel, maar dan klein van formaat. Setae bekroond met bolvormige zwellingen steken uit over het gehele oppervlak van het blad. Aan het uiteinde van elk van deze borstelharen valt een druppel vloeistof op, als een dauwdruppel. (Vandaar trouwens de naam.) Deze borstelharen zijn felrood geverfd en de druppels zelf stralen een zoet aroma uit ...

Over het algemeen zal een zeldzaam insect de verleiding weerstaan ​​om een ​​blad te onderzoeken op nectar.

Welnu, dan ontwikkelen de gebeurtenissen zich volgens dit scenario. De goofy vlieg plakt onmiddellijk met zijn poten aan het kleverige sap en de borstelharen beginnen in het blad te buigen en houden bovendien de prooi vast. Als dit niet genoeg is, vouwt het blad zelf ook, alsof het het insect wikkelt.

Het blad begint dan mierenzuur en spijsverteringsenzymen af ​​te scheiden. Onder invloed van zuur stopt het insect al snel met fladderen, en dan worden zijn weefsels met behulp van enzymen in een oplosbare toestand gebracht en door het oppervlak van het blad geabsorbeerd.

Kortom, de natuur heeft hard gewerkt en vistuig voor insectenetende planten uitgevonden. Dus, zie je, de leveranciers van exoten hadden iets om de details te beschrijven die de zenuwen van de lezer prikkelden. Het insect vervangen door een mensenoffer en pagina na pagina rollen...

Het gaat echter niet om hacks, maar om het vistuig zelf, uitgevonden door de natuur. Sommigen van hen zijn enkelwerkend - het blad van de waterplant Aldrovand bijvoorbeeld sterft onmiddellijk af na het vangen en verteren van de prooi.

Andere zijn herbruikbaar. En, laten we zeggen, een andere waterplant, utricularia, gebruikt zo'n truc in zijn val. De val zelf is een zak met een smalle inlaat die afsluit met een speciaal ventiel. Het binnenoppervlak van de zak is bekleed met klieren, een soort pompen - formaties die intensief water uit de holte kunnen zuigen. Wat gebeurt er zodra de prooi - een kleine schaaldier of een insect - ten minste één van de haren bij de inlaat raakt. De klep gaat open, de waterstroom stroomt de holte in en sleept de prooi mee. De klep gaat dan dicht, het water wordt eruit gezogen, je kunt beginnen met eten...

De afgelopen jaren hebben wetenschappers geconstateerd dat het aantal insectenjagers in de plantenwereld veel groter is dan eerder werd gedacht. Studies hebben aangetoond dat zelfs bekende aardappelen, tomaten en tabak tot deze klasse kunnen worden toegeschreven. Al deze planten hebben op hun bladeren microscopisch kleine haartjes met lijmdruppels die niet alleen insecten kunnen vasthouden, maar ook enzymen produceren om organisch materiaal van dierlijke oorsprong te verteren.

Entomoloog J. Barber, die muggen bestudeert aan de Universiteit van New Orleans (VS), ontdekte dat muggenlarven zich vaak aan het kleverige oppervlak van herderstasjeszaden hechten.

Het zaad produceert een soort kleverige substantie die larven aantrekt. Nou, dan gebeurt alles volgens een gevestigde technologie: het zaad scheidt enzymen af, en de resulterende topdressing wordt vervolgens gebruikt voor een betere ontwikkeling van de spruiten.

Zelfs een ananas werd verdacht van carnivoor. Regenwater hoopt zich vaak op aan de basis van de bladeren en kleine waterorganismen planten zich daar voort - ciliaten, raderdiertjes, insectenlarven ... Sommige onderzoekers geloven dat een deel van dit levende wezen de plant gaat voeden.

Drie verdedigingslinies. Nadat wetenschappers een fenomeen hebben begrepen, rijst meestal de vraag: wat te doen met de opgedane kennis? Aanrader natuurlijk: op die plekken waar veel muggen zijn plant je zonnedauwplantages en herderstasjes. Je kunt slimmer handelen: gebruik genetische manipulatie om gecultiveerde planten bij te brengen of ontwikkel de vaardigheden die ze al hebben voor onafhankelijke bestrijding van landbouwongedierte. Zo viel de Coloradokever een aardappelstruik aan. En dat yum-yum - en er is geen bug. Bestrijdingsmiddelen zijn niet nodig, onnodige overlast en een verhoging van de opbrengst door extra topdressing is gegarandeerd. En u kunt nog verder gaan: het beschermend vermogen van alle gekweekte planten zonder uitzondering ontwikkelen. Bovendien zullen ze zich niet alleen tegen zichtbare, maar ook tegen onzichtbare vijanden kunnen verdedigen.

Dus dezelfde aardappelen, tomaten en andere vertegenwoordigers van de nachtschadefamilie zijn, naast fysieke wapens, als het ware in staat om chemische en biologische wapens tegen ongedierte te gebruiken. Als reactie op bijvoorbeeld een infectie door een schimmel vormen planten direct twee fytoalexinen uit de klasse van de terpenoïden: rishetin en lyubine. De eerste werd ontdekt door Japanse onderzoekers en vernoemd naar het aardappelras Risheri, waarin deze verbinding voor het eerst werd ontdekt. Welnu, de tweede - lyubimin - werd voor het eerst gevonden door binnenlandse onderzoekers van het laboratorium van Metlitsky in de knollen van de variëteit Lyubimets.

Vandaar de naam natuurlijk.

Het afweermechanisme blijkt niet altijd te werken. Om het proces van vorming van fytoalexines te starten, heeft de plant een externe duw nodig. Een dergelijke impuls kan de behandeling van een aardappelplantage zijn met microdoses koper - de belangrijkste remedie tegen Phytophthora vandaag. Maar het is nog beter als de planten noodgedwongen hun eigen afweermechanismen starten.

Daarom zoeken wetenschappers momenteel naar microsensoren die net zo snel zouden werken als de haren op het blad van een Flytrap van Venus.

Natuurlijk wordt de zaak in dit geval enorm gecompliceerd door het feit dat er onderzoek moet worden gedaan op genetisch-moleculair niveau. Maar op het erf, aan het eind van de 20e eeuw, kunnen onderzoekers immers al met losse atomen aan de slag. Er is dus echte hoop: aan het begin van de volgende eeuw zullen landarbeiders pesticiden en plagen vergeten, op vrijwel dezelfde manier als de legendes over mensenetende planten aan het begin van onze eeuw geleidelijk begonnen te vergeten.

En heeft gras zenuwen?

De hydrauliek werkt. We hebben dus ontdekt dat er veel aanhangers van dierlijk voedsel zijn in de plantenwereld - enkele tientallen of zelfs honderden soorten. Welnu, wat is het mechanisme dat hun vallen activeert? Hoe kunnen planten überhaupt bewegen, hun bladeren optillen en neerlaten als een heliotroop, bloeiwijzen achter het licht aan draaien als een zonnebloem, of hun kruipende scheuten meedogenloos in alle richtingen verspreiden, zoals bramen of hop.

"Al vanaf de allereerste stappen moest hij een extra taak oplossen in vergelijking met bijvoorbeeld dichtgroeiende paardebloemen of brandnetels", schrijft Vladimir Soloukhin over hop. groeien, dat wil zeggen, een rozet van bladeren maken en een buisvormige stengel uitdrijven .Vocht wordt eraan gegeven, de zon wordt eraan gegeven, en een plaats onder de zon wordt ook gegeven.Blijf op deze plaats en groei zelf, geniet van het leven.

Hop is een andere zaak. Nauwelijks uit de grond leunend, moet hij voortdurend om zich heen kijken en om zich heen rommelen, op zoek naar iets om zich aan vast te grijpen, waarop hij kan leunen op een betrouwbare aardse steun. ”En verder:“ Het natuurlijke verlangen van elke spruit om omhoog te groeien overheerst hier te. Maar al na vijftig centimeter klampt zich een dikke, zware scheut aan de grond vast. Het blijkt dat het niet verticaal of horizontaal groeit, maar langs een bocht, langs een boog.

Deze elastische boog kan enige tijd aanhouden, maar als de scheut meer dan een meter lang is en nog steeds niets vindt om zich aan vast te grijpen, dan zal hij willekeurig op de grond moeten gaan liggen en eroverheen kruipen. Alleen het groeiende, zoekende deel van hem zal stil en altijd naar boven gericht zijn. Hop, kruipend over de grond, grijpt tegenliggers, maar die blijken nogal zwak voor hem te zijn, en hij kruipt, gehurkt, steeds verder, rommelend voor hem uit met een gevoelige punt.

Wat zou je doen in het donker als je door moest gaan en de deurknop moest vinden?

Het is duidelijk dat je een draaiende, betastende beweging zou beginnen te maken met je hand naar voren uitgestrekt. Het kweken van hop doet hetzelfde. Zijn ruwe, alsof hij onmiddellijk de hele tijd blijft steken, naar voren of naar boven beweegt, voert een uniforme rotatiebeweging met de klok mee uit. En als een boom, een telegraafpaal, een regenpijp, een opzettelijk op de weg geplaatste paal, elke verticaal naar de lucht wijzende, in de weg staat, stijgt de hop snel, binnen een dag, naar de top en groeit einde rommelt weer om zich heen in de lege ruimte ..."

Beoefenaars beweren echter dat de hop heel vaak lijkt te voelen waar de steun ervoor wordt geplaatst, en de meeste stelen gaan in die richting.

En toen een van Soloukhins stengels niet opzettelijk overweldigde, het touw dat zich van de grond tot aan het dak van het huis uitstrekte, kroop hij, de arme kerel, door de tuin en het gazon en de vuilnisbelt op zoek naar steun, lijkend op een man die een moeras overwint en er al bijna door wordt gezogen.

Zijn lichaam verzandt in modder en water, maar hij doet zijn best om zijn hoofd boven water te houden.

"Ik zou hier zeggen", besluit de schrijver zijn verhaal, "aan wie deze hop me nog meer deed denken, als er geen gevaar was om van onschuldige notities over gras over te schakelen naar het veld van een psychologische roman."

De schrijver was bang voor de onwillekeurige associaties die in hem ontstonden, maar de wetenschappers zijn dat niet, zoals we later zullen zien. Maar laten we eerst eens nadenken over deze vraag: "Wat is de kracht die hop en andere planten drijft om te groeien, waardoor ze in de ene of de andere richting buigen?"

Natuurlijk zijn er in de plantenwereld geen stalen veren of andere elastische elementen om hun "vallen" met hun hulp te klikken. Daarom gebruiken fabrieken in dergelijke gevallen meestal hydrauliek. Hydraulische pompen en aandrijvingen doen over het algemeen het meeste werk in de fabriek. Het is met hun hulp bijvoorbeeld dat vocht van onder de grond naar de top stijgt en soms druppels van vele tientallen meters overwint - een resultaat dat niet elke ontwerper van conventionele pompen kan bereiken. Bovendien werken ze, in tegenstelling tot mechanische natuurlijke pompen, volledig geruisloos en zeer zuinig.

Planten gebruiken ook hydrauliek om hun eigen beweging uit te voeren. Onthoud ten minste dezelfde "gewoonte" van een gewone zonnebloem om zijn mand te draaien na de beweging van het licht. Zorgt voor een dergelijke beweging, wederom, een aandrijving op basis van hydrauliek.

Nou, hoe, vraag ik me af, werkt het?

Het blijkt dat Charles Darwin deze vraag probeerde te beantwoorden. Hij toonde aan dat elke rank van een plant de energie van onafhankelijke beweging bezit. Volgens de formulering van de wetenschapper "ontvangen en manifesteren planten deze energie alleen als het hen enig voordeel geeft."

Dit idee werd geprobeerd te ontwikkelen door een getalenteerde Weense bioloog met een Gallische achternaam Raoul Francais. Hij toonde aan dat de wormachtige wortels, die voortdurend in de grond zakken, precies weten waar ze heen moeten dankzij kleine holle kamers waarin een bolletje zetmeel kan hangen, die de richting van de zwaartekracht aangeeft.

Als de grond droog is, draaien de wortels zich naar de natte grond en ontwikkelen ze voldoende energie om door het beton te boren. Bovendien, wanneer specifieke boorcellen verslijten door contact met stenen, kiezels, zand, worden ze snel vervangen door nieuwe. Wanneer de wortels vocht en een bron van voedingsstoffen bereiken, sterven ze af en moeten ze worden vervangen door cellen die zijn ontworpen om minerale zouten en water te absorberen.

Er is geen enkele plant, zegt Francais, die zou kunnen bestaan ​​zonder beweging. Elke groei is een opeenvolging van bewegingen, planten zijn constant bezig met buigen, draaien, fladderen. Wanneer de rank van dezelfde hop, die in 67 minuten een volledige cirkelvormige cyclus maakt, steun vindt, begint hij zich er binnen slechts 20 seconden omheen te wikkelen en na een uur wikkelt hij zichzelf zo strak dat het moeilijk is om hem af te scheuren.

Zo krachtig is hydrauliek. Bovendien probeerde diezelfde Charles Darwin erachter te komen hoe het bewegingsmechanisme precies werkt. Hij ontdekte dat de oppervlaktecellen, zeg maar de stengels van een zonnedauwblad, één grote vacuole bevatten die gevuld is met celsap. Als het geïrriteerd is, wordt het verdeeld in een aantal kleinere vacuolen met een bizarre vorm, alsof ze met elkaar verweven zijn. En de plant rolt het blad in een zak.

"Opruiende" gedachten van een natuuronderzoeker. Natuurlijk moeten de fijne kneepjes van dergelijke processen nog steeds worden begrepen en begrepen. Bovendien zouden botanici, hydrauliek en ... elektronica-ingenieurs dit gezamenlijk moeten doen! In feite hebben we tenslotte nog geen woord gezegd over de werkingsprincipes van die sensoren, op het signaal waarvan het valmechanisme begint te werken.

Nogmaals, een van de eersten die in dit probleem geïnteresseerd raakte, was Charles Darwin. De resultaten van zijn onderzoek worden gepresenteerd in twee boeken - "Insectivorous Plants" en "Ability to move in plants."

Het eerste dat Darwin buitengewoon verbaasde, was de zeer hoge gevoeligheid van de organen van insectenetende en klimplanten. Zo werd de beweging van een zonnedauwblad al veroorzaakt door een stuk haar met een gewicht van 0,000822 mg, dat zeer korte tijd in contact was met de tentakel. Niet minder was de gevoeligheid voor aanraking in de antennes van sommige wijnstokken. Darwin observeerde het buigen van de antennes onder invloed van een zijden draad van slechts 0,00025 mg!

Zo'n hoge gevoeligheid kon natuurlijk niet worden geleverd door puur mechanische apparaten die bestonden in de tijd van Darwin. Daarom zoekt de wetenschapper een analogie met wat hij weer zag in de levende wereld. Hij vergelijkt de gevoeligheid van de plant met de irritatie van de menselijke zenuw. Bovendien merkt hij op dat dergelijke reacties niet alleen een hoge gevoeligheid hebben, maar ook selectiviteit. Zo reageren noch de tentakels van de zonnedauw, noch de ranken van klimplanten op de impact van regendruppels.

En dezelfde klimplant, zoals Frankrijk opmerkt, die ondersteuning nodig heeft, zal koppig naar de dichtstbijzijnde kruipen.

Het is de moeite waard om deze steun te verplaatsen, en binnen een paar uur zal de wijnstok zijn voortgang veranderen, zich er weer naar toe keren. Maar hoe weet de plant in welke richting hij moet bewegen?

de feiten dwongen ons na te denken over de mogelijkheid van het bestaan ​​in planten niet alleen van iets dat lijkt op een zenuwstelsel, maar ook van het begin van ... overwegingen!

Het is duidelijk dat dergelijke "opruiende" gedachten een storm in de wetenschappelijke wereld hebben veroorzaakt. Darwin werd, ondanks zijn hoge prestige, verworven na de voltooiing van het werk aan de Origin of Species, op zijn zachtst gezegd van onnadenkendheid beschuldigd.

Hier is bijvoorbeeld wat de directeur van de St. Petersburg Botanical Garden RE Regel hierover schreef: "De beroemde Engelse wetenschapper Darwin bracht in de moderne tijd een gewaagde hypothese naar voren dat er planten zijn die insecten vangen en zelfs opeten. Maar als we vergelijk alles wat bekend is met elkaar, dan moeten we tot de conclusie komen dat de theorie van Darwin een van die theorieën is waar elke verstandige botanicus en natuuronderzoeker gewoon om zou lachen ... "

De geschiedenis zet echter geleidelijk alles op zijn plaats. En we hebben nu reden om aan te nemen dat Darwin zich meer vergiste in zijn algemeen aanvaarde wetenschappelijke werk over de oorsprong van soorten dan in het laatste boek over de beweging van planten. Steeds meer moderne wetenschappers komen tot de conclusie dat de rol van evolutie in de leer van Darwin overdreven wordt. Maar wat betreft de aanwezigheid van gevoelens in planten, en misschien zelfs de beginselen van het denken, er is iets om over na te denken in het licht van de feiten die zich in onze eeuw hebben opgehoopt.

Cel tekenfilm. Ooit vond Darwin niet alleen tegenstanders, maar ook supporters. In 1887 stelde W. Burdon-Sanderson bijvoorbeeld een verbazingwekkend feit vast: wanneer gestimuleerd, treden elektrische verschijnselen op in het blad van de Flytrap van Venus, die precies lijken op die welke optreden tijdens de voortplanting van excitatie in de neuromusculaire vezels van dieren.

De doorgang van elektrische signalen in een plant werd nader bestudeerd door de Indiase onderzoeker J.C. Het bleek een handiger object om elektrische verschijnselen in een blad te bestuderen dan de zonnedauw of de Venus-vliegenval.

Bos ontwierp verschillende instrumenten waarmee het tijdsverloop van prikkelreacties zeer nauwkeurig kon worden vastgelegd. Met hun hulp kon hij vaststellen dat de plant op aanraking reageert, hoewel snel, maar niet onmiddellijk - de vertragingstijd is ongeveer 0,1 seconde. En deze reactiesnelheid is vergelijkbaar met de snelheid van de nerveuze reactie van veel dieren.

De periode van weeën, dat wil zeggen de tijd van het volledig vouwen van het vel, bleek gelijk te zijn aan gemiddeld 3 seconden.

Bovendien reageerde mimosa op verschillende tijdstippen van het jaar anders: in de winter leek het in slaap te vallen en in de zomer wakker te worden.

Bovendien werd de reactietijd beïnvloed door verschillende verdovende middelen en zelfs ... alcohol! Ten slotte ontdekte een Indiase onderzoeker dat er een zekere analogie bestaat tussen de reactie op licht in planten en het netvlies van dieren. Hij bewees dat planten vermoeidheid op dezelfde manier detecteren als dierlijke spieren.

"Ik weet nu dat planten ademhaling hebben zonder longen of kieuwen, spijsvertering zonder maag en beweging zonder spieren", vat Bos zijn onderzoek samen. "Nu lijkt het mij aannemelijk dat planten dezelfde soort opwinding kunnen hebben als bij hogere dieren, maar zonder de aanwezigheid van een complex zenuwstelsel ... "

En hij bleek gelijk te hebben: latere studies maakten het mogelijk om in planten zoiets als een 'karikatuur van een zenuwcel' te identificeren, zoals een onderzoeker het treffend uitdrukte. Niettemin vervulde dit vereenvoudigde analoog van de zenuwcel van een dier of een persoon regelmatig zijn plicht - het bracht een prikkel van opwinding van een sensor naar een uitvoerend orgaan. En een blad, een bloemblad of een meeldraden begint te bewegen...

De details van het controlemechanisme van dergelijke bewegingen kunnen misschien het best worden overwogen op basis van de ervaring van A.M. Sinyukhin en E.A. Britikov, die de voortplanting van het actiepotentiaal in het tweelobbige stigma van de incarvilia-bloem bij excitatie bestudeerden.

Als de punt van een van de bladen mechanisch wordt aangeraakt, ontstaat na 0,2 seconden een actiepotentiaal dat zich met een snelheid van 1,8 cm / s naar de basis van het blad voortplant. Een seconde later bereikt het de cellen die zich op de kruising van de bladen bevinden en veroorzaakt hun reactie. De bladen beginnen 0,1 seconde na de aankomst van het elektrische signaal te bewegen en het sluitproces zelf duurt 6-10 seconden. Als de plant niet meer wordt aangeraakt, gaan de bloembladen na 20 minuten weer volledig open.

Het bleek dat de plant veel complexere acties kan uitvoeren dan alleen de bloembladen sluiten. Sommige planten reageren heel specifiek op bepaalde prikkels. Als bijvoorbeeld een bij of een ander insect op een lindebloem begint te kruipen, begint de bloem onmiddellijk nectar af te scheiden. Alsof hij begrijpt dat de bij ook stuifmeel overdraagt ​​en daarmee bijdraagt ​​aan het voortbestaan ​​van het geslacht.

En in sommige planten, zeggen ze, stijgt zelfs de temperatuur. Waarom heb je geen aanval van liefdeskoorts?

Wat liet de "leugendetector" zien?

Philodendron leeft mee met de garnalen.

Als je denkt dat het verhaal niet genoeg is om te geloven dat planten gevoelens kunnen hebben, dan is hier nog een verhaal voor jou.

Het begon misschien allemaal met wat.

In de jaren vijftig waren er twee ananasteeltbedrijven in de Verenigde Staten. Een van hen had plantages op de Hawaiiaanse eilanden, de andere op de Antillen. Het klimaat op de eilanden is vergelijkbaar, de bodem is hetzelfde, maar Antilliaanse ananassen werden gemakkelijker op de wereldmarkt gekocht, ze waren groter en smakelijker.

Bij het beantwoorden van deze vraag hebben ananastelers elke methode en methode geprobeerd die in hun hoofd opkomt. Zaailingen van de Antillen werden zelfs naar de Hawaiiaanse eilanden gebracht. En wat? De geteelde ananassen waren niet anders dan de lokale.

Uiteindelijk merkte John Mace, Jr., een psychiater van beroep en een zeer leergierige persoonlijkheid, deze subtiliteit op. Ananas op Hawaï werd verzorgd door de lokale bevolking en op de Antillen door zwarten die uit Afrika waren meegebracht.

De Hawaiianen werken langzaam en geconcentreerd, maar de negers zingen achteloos terwijl ze werken. Dus misschien draait het allemaal om de liedjes?

Het gezelschap had niets te verliezen en zingende zwarten verschenen ook op de Hawaiiaanse eilanden. En al snel waren de Hawaiiaanse ananassen niet meer van de Antillen te onderscheiden.

Dr. Mace rustte daar echter niet op. Hij zette de reden voor zijn vermoeden op een wetenschappelijke basis. In een speciaal uitgeruste kas verzamelde de onderzoeker planten van verschillende soorten en begon honderden melodieën te spelen. Na 30 duizend experimenten kwam de wetenschapper tot de conclusie dat planten muziek waarnemen en erop reageren.

Bovendien hebben ze een bepaalde muzieksmaak, vooral bloemen. De meesten geven de voorkeur aan melodieuze stukken met rustige ritmes, maar sommigen - zeg maar cyclamen - geven de voorkeur aan jazz.

Mimosa's en hyacinten zijn niet onverschillig voor de muziek van Tsjaikovski, en sleutelbloemen, floxen en tabak - voor de opera's van Wagner.

Niemand, behalve ananasexperts en Dr. Mace zelf, nam de resultaten echter serieus. Immers, anders zouden we moeten toegeven dat planten niet alleen gehoororganen hebben, maar ook geheugen, een soort van gevoelens ... En na verloop van tijd zouden Mace's experimenten waarschijnlijk gewoon worden vergeten als dit verhaal geen onverwacht vervolg had gekregen.

Nu in het laboratorium van professor Clive Baxter.

In 1965 verbeterde Baxter zijn nakomelingen van een van de varianten van de "leugendetector", of polygraaf. U weet waarschijnlijk dat de werking van dit apparaat is gebaseerd op het fixeren van de reactie van het onderwerp op de gestelde vragen. Tegelijkertijd weten onderzoekers dat de boodschap van opzettelijk onjuiste informatie bij de overgrote meerderheid van de mensen specifieke reacties veroorzaakt - verhoogde hartslag en ademhaling, meer zweten, enz.

Momenteel zijn er verschillende soorten polygrafen. Laten we zeggen dat de Larsen polygraaf bloeddruk, ademhalingssnelheid en -intensiteit en reactietijd meet - het interval tussen een vraag en een antwoord. De polygraaf van Baxter is gebaseerd op de galvanische reactie van de menselijke huid.

Aan de achterkant en binnenkant van de vinger zijn twee elektroden bevestigd. Er wordt een kleine elektrische stroom door het circuit geleid, die vervolgens door de versterker naar de recorder wordt gevoerd. Wanneer de proefpersoon zich zorgen begint te maken, gaat hij meer zweten, daalt de elektrische weerstand van de huid en schrijft de recordercurve een piek op.

En dus, terwijl hij werkte aan het verbeteren van zijn apparaat, dacht Baxter eraan om de sensor aan te sluiten op een blad van een philodendron-huisplant. Nu was het nodig om de plant op de een of andere manier emotionele stress te laten voelen.

De onderzoeker deed een van de bladeren in een kop hete koffie, geen reactie. 'En als je vuur probeert?' dacht hij terwijl hij zijn aansteker tevoorschijn haalde. En hij kon zijn ogen niet geloven: de curve op de recorderband kroop krachtig omhoog!

Inderdaad, het was moeilijk te geloven: het bleek immers dat de plant de gedachten van een persoon las. En toen zette Baxter nog een experiment op. Het automatische mechanisme, op de momenten gekozen door de random number generator, gooide een kopje garnalen om in kokend water.

Vlakbij stond dezelfde philodendron met sensoren op de bladeren gelijmd. En wat? Elke keer dat de beker werd omgegooid, registreerde de recorder een emotionele curve: de bloem sympathiseerde met de garnaal.

Ook daar nam Baxter geen genoegen mee.

Als een echte criminoloog simuleerde hij de misdaad. In de kamer waar twee bloemen stonden, kwamen zes mensen om de beurt. De zevende was de onderzoeker zelf. Toen hij binnenkwam, zag hij dat een van de philodendrons gebroken was. Wie deed dit? Baxter vroeg de deelnemers nogmaals één voor één door de kamer te lopen. Op dat moment, toen de man die de bloem brak de kamer binnenkwam, registreerden de sensoren een emotionele uitbarsting: de philodendron herkende de "moordenaar" van de collega!

Kijk naar de wortel. De experimenten van Baxter maakten veel lawaai in de wetenschappelijke wereld.

Velen hebben geprobeerd ze te reproduceren. En dit is wat eruit kwam.

Marcel Vogel werkte voor IBM en doceerde aan een universiteit in Californië. Toen de studenten hem een ​​tijdschrift gaven met het artikel van Baxter, besloot Vogel dat de aangehaalde experimenten niets meer waren dan oplichterij. Maar uit nieuwsgierigheid besloot ik deze experimenten met mijn studenten te reproduceren.

Na een tijdje werden de resultaten samengevat. Geen van de drie groepen studenten die zelfstandig werkten, slaagden erin de beschreven effecten volledig te verkrijgen. Vogel zelf meldde echter dat planten wel degelijk kunnen reageren op menselijke input.

Als bewijs noemde hij een beschrijving van het experiment, dat op zijn advies werd uitgevoerd door zijn vriendin Vivienne Wylay. Ze plukte twee steenbreekbladeren uit haar eigen tuin en legde er een op het nachtkastje, de andere in de eetkamer. "Elke dag, zodra ik opstond," vertelde ze Vogel, "bekeek ik het blad dat naast mijn bed lag en wenste hem een ​​lang leven, terwijl ik geen aandacht wilde schenken aan een ander blad ..."

Na een tijdje was het verschil met het blote oog zichtbaar. Het laken naast het bed bleef vers, alsof het net was geplukt, terwijl het tweede laken hopeloos verwelkt was.

Dit experiment, ziet u, kon echter niet als strikt wetenschappelijk worden erkend. Toen besloot Vogel nog een experiment te doen. De philodendron was aangesloten op een galvanometer en een recorder. De wetenschapper stond volledig ontspannen bij de plant en raakte het blad nauwelijks met zijn handen aan. De recorder trok een rechte lijn. Maar zodra Vogel zich mentaal tot de plant wendde, begon de blokfluit een reeks pieken uit te schrijven.

In het volgende experiment verbond Vogel twee planten met hetzelfde apparaat en sneed een blad van de eerste plant. De tweede plant reageerde op de pijn die zijn soortgenoot was toegebracht, maar nadat de onderzoeker zijn aandacht erop richtte. De plant leek het te begrijpen: anders heeft klagen geen zin...

Vogel sprak over zijn experimenten in print, en dit leidde op zijn beurt tot een stroom van aanvullend onderzoek en voorstellen. Douanebeambten zagen de vatbaarheid van planten als een andere manier om luchthavensmokkel onder controle te krijgen, om terroristen op te sporen voordat ze zelfs maar aan boord van een vliegtuig gingen. Het leger was geïnteresseerd in het vinden van manieren om de emotionele toestand van mensen te meten door middel van planten. Welnu, de marine, vertegenwoordigd door experimenteel psychoanalyticus Eldon Baird, heeft samen met medewerkers van het geavanceerde plannings- en analyselaboratorium van het Naval Artillery Headquarters in Silver Spring, Maryland, niet alleen met succes de experimenten van Baxter herhaald, maar ook de beheersing van emotionele reacties versterkt, bovendien planten aantasten met infrarood en ultraviolet licht...

Het nieuws van dergelijke experimenten bereikte binnenlandse specialisten.

In de jaren 70 werd een van de experimentele tests van Baxter's experimenten uitgevoerd in het laboratorium van V. Pushkin (Instituut voor Algemene en Pedagogische Psychologie). Wetenschappers waren geïnteresseerd in waar planten precies op reageren: op de emotionele toestand van een persoon of op zijn verdacht gevaarlijke acties? In theorie ervoer de persoon die de bloem brak immers geen gevoelens, hij voltooide gewoon de opdracht.

En dus begonnen de Moskouse psychologen de proefpersonen onder te dompelen in een hypnotische staat en hen te inspireren met verschillende emoties.

De persoon voerde geen speciale acties uit, maar zijn emotionele toestand veranderde natuurlijk. En wat? Sensoren bevestigd aan de bladeren van een begonia-boom die drie meter van het onderwerp stond, registreerden pulsen van ongeveer 50 microvolt op het moment dat de persoon van de ene toestand naar de andere ging.

Over het algemeen werd in 200 experimenten hetzelfde herhaald in verschillende variaties: als reactie op een verandering in de emotionele toestand van een persoon, veranderde ook het elektrische potentieel dat door de plant werd geproduceerd. Om dit uit te leggen, bracht professor Poesjkin een theorie naar voren die enigszins deed denken aan de opvattingen van Mace. "Onze experimenten," zei hij, "getuigen van de eenheid van informatieprocessen die plaatsvinden in plantencellen en in het menselijk zenuwstelsel; ze bestaan ​​immers ook uit cellen, zij het van een ander type. Deze eenheid is een erfenis van die tijd toen het eerste DNA-molecuul op aarde verscheen, drager van leven en gemeenschappelijke voorouder van plant en mens. Het zou verrassend zijn als zo'n eenheid niet zou bestaan..."

Deze veronderstelling werd ook bevestigd als resultaat van experimenten die werden uitgevoerd op de afdeling Plantenfysiologie van de Timiryazev Academie onder leiding van professor I. Gunar.

Aanvankelijk accepteerde de professor buitenlandse ideeën echter vijandig. "Er stonden zonnebloem- en mimosaplanten in twee aangrenzende vaten", beschreef hij een van de eerste experimenten. "Op een ervan waren de sensoren van de apparaten aangesloten, de andere planten waren op dat moment met een schaar afgeknipt. De galvanometers reageerden niet op enigerlei wijze aan onze "criminele" acties. De planten bleven onverschillig voor het lot van stamgenoten. Toen kwam een ​​van ons dichter bij een vat met een mimosa verbonden met het apparaat. De pijl zwaaide ... "

Uit dit feit trekt de wetenschapper de volgende conclusie: "Elke schooljongen die bekend is met de basisprincipes van elektrostatica zal begrijpen dat het geen wonder was. Galvanometer stond onwrikbaar zolang de capaciteit van het systeem ongewijzigd bleef.

Maar toen stapte de laboratoriumassistent opzij en de verdeling van elektrische ladingen in het systeem werd verstoord ... "

Op deze manier is natuurlijk alles te verklaren.

Echter, na enige tijd verandert de professor zelf zijn standpunt. Zijn apparaten registreerden wel elektrische impulsen in planten, vergelijkbaar met de zenuwuitbarstingen van mens en dier. En de professor sprak op een heel andere manier: "Aangenomen mag worden dat signalen uit de externe omgeving worden doorgegeven aan het centrum, waar na verwerking een reactie wordt voorbereid."

De wetenschapper slaagde er zelfs in dit centrum te vinden. Het bleek zich in de nek van de wortels te bevinden, die de neiging hebben om samen te trekken en te decomprimeren als een hartspier.

Planten kunnen blijkbaar signalen uitwisselen, ze hebben hun eigen signaaltaal, vergelijkbaar met de taal van primitieve dieren en insecten, vervolgde de onderzoeker zijn redenering. De ene plant, die de elektrische potentialen in zijn bladeren verandert, kan een andere over het gevaar informeren.

Planten stralen. Welnu, wat is het signaleringsmechanisme volgens moderne concepten? Het ging stukje bij beetje open. Eén signaallink, in dezelfde jaren zeventig, toen het meeste van het hierboven beschreven onderzoek werd ontdekt door Clarence Ryan, een moleculair bioloog aan de Universiteit van Washington. Hij ontdekte dat zodra een rups op een blad van een tomatenstruik begint te kauwen, de rest van de bladeren onmiddellijk protainase gaan produceren, een stof die spijsverteringsenzymen in rupsen bindt, waardoor het moeilijk, zo niet onmogelijk wordt om voedsel te verteren. .

Toegegeven, Ryan zelf suggereerde dat de signalen worden verzonden met behulp van een soort chemische reactie. In werkelijkheid bleek echter niet alles zo te zijn. Plantencellen die door rupsen zijn vernietigd, verliezen water. In dit geval begint echt een keten van chemische reacties, die uiteindelijk de geladen deeltjes van de oplossing - ionen, in beweging zet. En ze planten zich voort door het hele plantenorganisme en dragen elektrische signalen op dezelfde manier als een golf van nerveuze opwinding zich voortplant in de organismen van sommige primitieve dieren. Alleen waren dit geen insecten, zoals professor Gunnar geloofde, maar een kwal en een hydra.

Het is in de membranen van de cellen van deze dieren dat speciale verbindingsopeningen werden gevonden waardoor elektrische signalen die worden gedragen door positief of negatief geladen ionen bewegen.

Er zijn vergelijkbare slots-kanalen in de membranen van plantencellen. Ze worden "plasmodesmata" genoemd. Alarmsignalen gaan erlangs van cel naar cel. Bovendien leidt elke beweging van een elektrische lading tot het ontstaan ​​van een elektromagnetisch veld.

Het is dus goed mogelijk dat deze signalering een tweeledig doel dient. Enerzijds zorgt het ervoor dat andere bladeren van een bepaalde plant, of zelfs andere planten, remmers gaan produceren, zoals hierboven vermeld.

Aan de andere kant roepen deze signalen misschien om hulp, bijvoorbeeld vogels - natuurlijke vijanden van dezelfde rupsen die de tomatenstruik aanvielen.

Dit idee lijkt des te natuurlijker omdat Eric Davis, hoogleraar biologie aan de Universiteit van Nebraska, er onlangs in geslaagd is vast te stellen dat ionsignalering niet alleen kenmerkend is voor planten, maar ook voor veel dieren met een ontwikkeld zenuwstelsel. Waarom is ze voor hen? Misschien als een ontvanger die is afgestemd op signalen van andermans ongeluk ... Bedenk tenslotte dat de philodendron in Baxters experimenten reageerde op noodsignalen die door een garnaal werden uitgezonden.

Zo sluiten flora en fauna hun gelederen, in een poging de aanval van het menselijk ras te weerstaan. We doen tenslotte heel vaak, zonder aarzelen, beiden kwaad. En het wordt tijd dat een persoon waarschijnlijk ophoudt zich bewust te zijn van zichzelf als een soort veroveraar van de natuur. Hij is tenslotte niet meer dan een deel ervan...

Het hemellichaam, de planeet Aarde genaamd, heeft een elektrische lading die het natuurlijke elektrische veld van de aarde creëert. Een van de kenmerken van een elektrisch veld is potentiaal, en het elektrische veld van de aarde wordt ook gekenmerkt door potentiaal. Er kan ook worden gezegd dat er naast het natuurlijke elektrische veld ook een natuurlijke gelijkstroom (DC) van de planeet Aarde is. De potentiaalgradiënt van de aarde wordt verdeeld van het oppervlak naar de ionosfeer. Bij mooi weer voor statische elektriciteit is het elektrische veld van de atmosfeer ongeveer 150 volt per meter (V/m) nabij het aardoppervlak, maar deze waarde daalt exponentieel met de hoogte tot 1 V/m en minder (op 30 km). De reden voor de afname van de gradiënt is onder meer de toename van de geleidbaarheid van de atmosfeer.

Als u kleding draagt ​​die is gemaakt van een goede isolator die een uitstekend diëlektricum is, bijvoorbeeld nylon kleding, en alleen rubberen schoenen gebruikt, terwijl er geen metalen voorwerpen op het oppervlak van de kleding zijn, dan kunt u het potentiaalverschil tussen het oppervlak meten van de aarde en de bovenkant van het hoofd. Aangezien elke meter 150 volt is, zal er bij een hoogte van 170 cm bij de kroon een potentiaalverschil zijn van 1,7x150 = 255 volt ten opzichte van het oppervlak. Als je een metalen pan op je hoofd zet, verzamelt zich daar een oppervlaktelading op. De reden voor deze ladingverzameling is dat nylon kleding een goede isolator is, terwijl schoenen van rubber zijn. Aarding, dat wil zeggen, er is geen geleidend contact met het aardoppervlak. Om geen elektrische ladingen op zichzelf te accumuleren, is het noodzakelijk om te "aarden". Op dezelfde manier zijn objecten, dingen, gebouwen en constructies, vooral hoogbouw, in staat om atmosferische elektriciteit te accumuleren. Dit kan tot onaangename gevolgen leiden, aangezien elke opgehoopte lading elektrische stroom en vonkdoorslag in gassen kan veroorzaken. Dergelijke elektrostatische ontladingen kunnen elektronica vernietigen en brand veroorzaken, vooral voor brandbare stoffen.

Om geen ladingen van atmosferische elektriciteit te accumuleren, volstaat het om het bovenste punt te verbinden met de onderste (aarde) elektrische geleider, en als het gebied groot is, wordt aarding uitgevoerd in de vorm van een kooi, een circuit, maar, in feite gebruiken ze een zogenaamde "kooi van Faraday".

Kenmerken van atmosferische elektriciteit

De aarde is negatief geladen en heeft een lading gelijk aan 500.000 Coulombs (C) elektrische lading. Het potentiaalverschil is vanaf 300.000 volt (300 kV) als we kijken naar de spanning tussen de positief geladen ionosfeer en het aardoppervlak. Er is ook een gelijkstroom van elektriciteit, in de orde van 1350 ampère (A), en de weerstand van de aardatmosfeer is ongeveer 220 ohm. Dit geeft een vermogen van ongeveer 400 megawatt (MW), dat wordt geregenereerd door de activiteit van de zon. Deze kracht beïnvloedt zowel de ionosfeer van de aarde als de lagere lagen, die onweersbuien veroorzaken. De elektrische energie die wordt opgeslagen en opgeslagen in de atmosfeer van de aarde is ongeveer 150 gigajoule (GJ).

Het aarde-ionosfeersysteem werkt als een gigantische condensator met een capaciteit van 1,8 farads. Gezien de enorme omvang van het aardoppervlak is er slechts 1 nC elektrische lading per vierkante meter oppervlak.

De elektrosfeer van de aarde strekt zich uit van zeeniveau tot een hoogte van ongeveer 60 km. In de bovenste lagen, waar veel vrije ionen zijn en dit deel van de bol de ionosfeer wordt genoemd, is de geleidbaarheid maximaal, omdat er vrije ladingsdragers zijn. Men kan zeggen dat de potentiaal in de ionosfeer genivelleerd is, aangezien deze bol in wezen wordt beschouwd als een geleider van elektrische stroom, er zijn stromen in gassen en een overdrachtsstroom erin. De bron van vrije ionen is de radioactiviteit van de zon. De stroom geladen deeltjes die van de zon en de ruimte komt, 'knaagt' elektronen uit gasmoleculen, wat leidt tot ionisatie. Hoe hoger van het zeeoppervlak, hoe lager de geleidbaarheid van de atmosfeer. Aan het zeeoppervlak is de elektrische geleidbaarheid van de lucht ongeveer 10 -14 Siemens/m (S/m), maar deze neemt snel toe met toenemende hoogte, en op een hoogte van 35 km is het al 10 -11 S/m. Op deze hoogte is de luchtdichtheid slechts 1% van die aan het zeeoppervlak. Verder verandert de geleidbaarheid bij toenemende hoogte niet-uniform, omdat het magnetische veld van de aarde en de fluxen van fotonen van de zon invloed hebben. Dit betekent dat de geleidbaarheid van de elektrosfeer boven 35 km van zeeniveau niet-uniform is, afhankelijk van het tijdstip van de dag (fotonenflux) en geografische locatie (magnetisch veld van de aarde).

Om een ​​elektrische doorslag te laten optreden tussen twee platte parallelle elektroden (waarvan de afstand 1 meter is), die zich op zeeniveau in droge lucht bevinden, is een veldsterkte van 3000 kV / m vereist. Als deze elektroden worden opgetild tot een hoogte van 10 km boven zeeniveau, is slechts 3% van deze intensiteit vereist, dat wil zeggen dat 90 kV / m voldoende is. Als de elektroden zo bij elkaar worden gebracht dat de onderlinge afstand 1 mm is, is een 1000 keer lagere doorslagspanning vereist, dat wil zeggen 3 kV (zeeniveau) en 9 V (op een hoogte van 10 km).

De natuurlijke waarde van de elektrische veldsterkte van de aarde aan het oppervlak (zeeniveau) is ongeveer 150 V/m, wat veel minder is dan de waarden die nodig zijn voor een doorslag tussen de elektroden, zelfs in een opening van 1 mm (3 kV/m is vereist).

Waar komt het potentieel van het elektrische veld van de aarde vandaan?

Zoals hierboven vermeld, is de aarde een condensator, waarvan één plaat het aardoppervlak is en de andere plaat van de supercondensator het gebied van de ionosfeer. Op het aardoppervlak is de lading negatief en achter de ionosfeer positief. Net als het aardoppervlak is de ionosfeer ook een geleider en de atmosferische laag ertussen is een niet-uniform gasdiëlektricum. De positieve lading van de ionosfeer wordt gevormd door kosmische straling, maar wat laadt het aardoppervlak op met een negatieve lading?

Voor de duidelijkheid is het noodzakelijk om te onthouden hoe een conventionele elektrische condensator wordt opgeladen. Het is opgenomen in een elektrisch circuit naar een stroombron en wordt opgeladen tot de maximale spanningswaarde op de platen. Voor een condensator als de aarde gebeurt iets soortgelijks. Op dezelfde manier moet een bepaalde bron worden ingeschakeld, stroom vloeien en tegengestelde ladingen vormen zich op de platen. Denk aan bliksem, die meestal gepaard gaat met onweer. Deze bliksemschichten zijn hetzelfde elektrische circuit dat de aarde oplaadt.

Het is de bliksem die inslaat op het aardoppervlak en de bron die het aardoppervlak met een negatieve lading oplaadt. Bliksem heeft een stroomsterkte van ongeveer 1800 ampère en het aantal onweersbuien en bliksem per dag is meer dan 300. Een onweerswolk heeft een polariteit. Het bovenste deel op een hoogte van ongeveer 6-7 km bij een luchttemperatuur van ongeveer -20°C is positief geladen, en het onderste deel op een hoogte van 3-4 km bij een luchttemperatuur van 0° tot -10°C is negatief geladen. De lading van het onderste deel van de onweerswolk is voldoende om een ​​potentiaalverschil met het aardoppervlak van 20-100 miljoen volt te creëren. De bliksemlading is meestal in de orde van 20-30 Coulombs (C) elektriciteit. Bliksem slaat in tussen de wolken en tussen de wolken en het aardoppervlak. Elke keer opladen duurt ongeveer 5 seconden, dus bliksemontladingen kunnen optreden met deze reeks, maar dit betekent niet dat er na 5 seconden een ontlading zal plaatsvinden.

Bliksem

Atmosferische ontlading in de vorm van bliksem heeft een vrij complexe structuur. In ieder geval is dit het fenomeen van elektrische stroom in gassen, dat optreedt wanneer de noodzakelijke voorwaarden voor gasafbraak zijn bereikt, dat wil zeggen de ionisatie van luchtmoleculen. Het meest merkwaardige is dat de atmosfeer van de aarde werkt als een continue dynamo die het aardoppervlak negatief oplaadt. Elke bliksemontlading slaat toe op voorwaarde dat het aardoppervlak vrij is van negatieve ladingen, wat zorgt voor het nodige potentiaalverschil voor de ontlading (gasionisatie).

Zodra de bliksem de grond raakt, stroomt de negatieve lading naar de oppervlakte, maar daarna wordt het onderste deel van de onweerswolk ontladen en verandert het potentieel ervan, het wordt positief. Dan treedt er een tegenstroom op en de overtollige lading die op het aardoppervlak is gevallen, beweegt omhoog en laadt de onweerswolk opnieuw op. Daarna kan het proces opnieuw worden herhaald, maar met lagere waarden van elektrische spanning en stroom. Dit gebeurt zolang er voorwaarden zijn voor de ionisatie van gassen, het noodzakelijke potentiaalverschil en een overmaat aan negatieve elektrische lading.

Samenvattend kunnen we zeggen dat bliksem in stappen inslaat, waardoor een elektrisch circuit ontstaat waardoor stroom in gassen vloeit, afwisselend in richting. Elke bliksemoplading duurt ongeveer 5 seconden en slaat alleen in als de noodzakelijke voorwaarden hiervoor aanwezig zijn (doorslagspanning en gasionisatie). De spanning tussen het begin en het einde van bliksem kan ongeveer 100 miljoen volt zijn en de gemiddelde stroom is ongeveer 1800 ampère. De piekstroom bereikt meer dan 10.000 ampère en de overgedragen lading is 20-30 Couloms elektriciteit.

8 februari 2012 om 10:00 uur

De biologische invloed van elektrische en magnetische velden op het organisme van mens en dier is veel onderzocht. De effecten die in dit geval worden waargenomen, als ze zich voordoen, zijn nog steeds niet duidelijk en moeilijk vast te stellen, dus dit onderwerp blijft relevant.

Magnetische velden op onze planeet hebben een dubbele oorsprong - natuurlijk en antropogeen. Natuurlijke magnetische velden, zogenaamde magnetische stormen, ontstaan ​​in de magnetosfeer van de aarde. Antropogene magnetische storingen bestrijken een kleiner gebied dan natuurlijke, maar hun manifestatie is veel intenser en brengt daarom meer tastbare schade aan. Als gevolg van technische activiteit creëert een persoon kunstmatige elektromagnetische velden, die honderden keren sterker zijn dan het natuurlijke magnetische veld van de aarde. Bronnen van antropogene straling zijn: krachtige radiozendapparatuur, elektrische voertuigen, hoogspanningsleidingen.

Frequentiebereik en golflengten van sommige bronnen van elektromagnetische straling

Een van de krachtigste opwekkers van elektromagnetische golven zijn industriële frequentiestromen (50 Hz). De sterkte van het elektrische veld direct onder de hoogspanningslijn kan dus enkele duizenden volt per meter grond bereiken, hoewel vanwege de eigenschap om de sterkte van de grond te verlagen, al op een afstand van 100 m van de lijn, de intensiteit daalt scherp tot enkele tientallen volts per meter.

Studies naar de biologische effecten van het elektrische veld hebben aangetoond dat het al bij een sterkte van 1 kV / m een ​​nadelig effect heeft op het menselijk zenuwstelsel, wat op zijn beurt leidt tot endocriene apparaat- en stofwisselingsstoornissen in het lichaam (koper, zink, ijzer en kobalt), verstoort fysiologische functies: hartslag, bloeddruk, hersenactiviteit, metabolische processen en immuunactiviteit.

Sinds 1972 zijn er publicaties verschenen waarin werd gekeken naar het effect op mens en dier van elektrische velden met sterktes van meer dan 10 kV/m.

De sterkte van het magnetische veld is evenredig met de stroom en omgekeerd evenredig met de afstand; de sterkte van het elektrische veld is evenredig met de spanning (lading) en omgekeerd evenredig met de afstand. De parameters van deze velden zijn afhankelijk van de spanningsklasse, ontwerpkenmerken en geometrische afmetingen van de hoogspanningstransmissielijn. Het verschijnen van een krachtige en uitgebreide bron van het elektromagnetische veld leidt tot een verandering in die natuurlijke factoren waaronder het ecosysteem is gevormd. Elektrische en magnetische velden kunnen oppervlakteladingen en stromen in het menselijk lichaam induceren.

Studies hebben aangetoond dat de maximale stroom die in het menselijk lichaam wordt opgewekt door een elektrisch veld, veel hoger is dan de stroom die wordt veroorzaakt door een magnetisch veld. Het schadelijke effect van het magnetische veld komt dus alleen tot uiting wanneer de sterkte ongeveer 200 A / m is, wat gebeurt op een afstand van 1-1,5 m van de draden van de lijnfase en alleen gevaarlijk is voor onderhoudspersoneel bij het werken onder spanning . Deze omstandigheid maakte het mogelijk om te concluderen dat er geen biologisch effect is van magnetische velden van industriële frequentie op mensen en dieren onder hoogspanningslijnen.Het elektrische veld van hoogspanningslijnen is dus de belangrijkste biologisch effectieve factor in een uitgebreide krachtoverbrenging, die kan worden een barrière vormen voor de migratie van verschillende soorten water- en terrestrische fauna.

Krachtlijnen van elektrische en magnetische velden die inwerken op een persoon die onder een bovengrondse wisselstroomleiding staat

Op basis van de ontwerpkenmerken van krachtoverbrenging (doorzakken van de draad), manifesteert de grootste invloed van het veld zich in het midden van de overspanning, waar de intensiteit voor over- en ultrahoogspanningslijnen op het niveau van menselijke groei 5 - 20 is kV / m en hoger, afhankelijk van de spanningsklasse en het lijnontwerp.

Bij de steunen, waar de hoogte van de ophanging van de draden het grootst is en de afschermende werking van de steunen beïnvloedt, is de veldsterkte het kleinst. Omdat er mensen, dieren en voertuigen onder de draden van hoogspanningsleidingen kunnen zijn, wordt het noodzakelijk om de mogelijke gevolgen van langdurig en kort verblijf van levende wezens in een elektrisch veld van verschillende sterktes te beoordelen.

Het meest gevoelig voor elektrische velden zijn hoefdieren en mensen in schoeisel dat hen van de grond isoleert. Dierenhoef is ook een goede isolator. De geïnduceerde potentiaal kan in dit geval 10 kV bereiken en de stroompuls door het lichaam bij het aanraken van een geaard object (een tak van een struik, een grasspriet) is 100 - 200 μA. Dergelijke stroomimpulsen zijn veilig voor het lichaam, maar onaangename gewaarwordingen zorgen ervoor dat hoefdieren in de zomer de route van hoogspanningslijnen vermijden.

Bij de werking van een elektrisch veld op een persoon spelen de stromen die door zijn lichaam stromen een dominante rol. Dit wordt bepaald door de hoge geleidbaarheid van het menselijk lichaam, waar de organen met bloed en lymfe die erin circuleren overheersen.

Op dit moment hebben experimenten met dieren en menselijke vrijwilligers aangetoond dat een stroomdichtheid met een geleidbaarheid van 0,1 A/cm en lager het functioneren van de hersenen niet beïnvloedt, aangezien de impuls-biostromen die gewoonlijk in de hersenen stromen de dichtheid van dergelijke een geleidingsstroom.

Bij een geleidbaarheidsstroomdichtheid van 1 μA/cm flikkeren lichtcirkels in de ogen van een persoon, hogere stroomdichtheden vangen al de drempelwaarden van stimulatie van sensorische receptoren, evenals zenuw- en spiercellen, wat leidt tot het uiterlijk van angst, onwillekeurige motorische reacties.

In het geval dat een persoon objecten aanraakt die geïsoleerd zijn van de grond in de zone van een elektrisch veld van aanzienlijke intensiteit, hangt de stroomdichtheid in de hartzone sterk af van de toestand van de "onderliggende" omstandigheden (type schoeisel, bodemgesteldheid, enz.) .), maar kan deze waarden al bereiken.

Met een maximale stroom die overeenkomt met Emax == 15 kV/m (6,225 mA), een bekende fractie van deze stroom die door het hoofdgebied (ongeveer 1/3) en het hoofdgebied (ongeveer 100 cm) vloeit, is de stroomdichtheid<0,1 мкА/см, что и подтверждает допустимость принятой напряженности 15 кВ/м под проводами воздушной линии.

Voor de menselijke gezondheid is het probleem het verband te bepalen tussen de in de weefsels opgewekte stroomdichtheid en de magnetische inductie van het externe veld, V. Berekening van de stroomdichtheid

wordt gecompliceerd door het feit dat het exacte pad afhangt van de verdeling van de geleidbaarheid y in lichaamsweefsels.

De specifieke geleidbaarheid van de hersenen wordt dus bepaald door y=0,2 cm/m, en de hartspier y=0,25 cm/m. Als we de straal van het hoofd op 7,5 cm nemen en de straal van het hart op 6 cm, dan is het product yR in beide gevallen hetzelfde. Daarom kan een idee worden gegeven voor de stroomdichtheid aan de periferie van het hart en de hersenen.

Er is vastgesteld dat de magnetische inductie die veilig is voor de gezondheid ongeveer 0,4 mT is bij een frequentie van 50 of 60 Hz. In magnetische velden (van 3 tot 10 mT, f = 10 - 60 Hz) werd het verschijnen van lichtflikkeringen waargenomen, vergelijkbaar met die welke optreden wanneer op de oogbol wordt gedrukt.

De dichtheid van de stroom die in het menselijk lichaam wordt opgewekt door een elektrisch veld met een intensiteit E wordt als volgt berekend:

met verschillende k-coëfficiënten voor de hersen- en hartregio's.

De waarde van k=3-10-3 cm/Hzm.

Volgens Duitse wetenschappers is de veldsterkte waarbij haartrilling wordt gevoeld door 5% van de geteste mannen 3 kV/m en voor 50% van de geteste mannen 20 kV/m. Op dit moment is er geen bewijs dat de sensaties veroorzaakt door de actie van het veld een nadelig effect hebben. Ten aanzien van de relatie tussen stroomdichtheid en biologische invloed zijn in de tabel vier gebieden te onderscheiden.

Het laatste bereik van stroomdichtheid verwijst naar blootstellingstijden in de orde van grootte van één hartcyclus, d.w.z. ongeveer 1 s voor een mens. Voor kortere blootstellingen zijn de drempels hoger. Voor het bepalen van de drempelwaarde van de veldsterkte is in het laboratorium fysiologisch onderzoek gedaan op mensen bij een veldsterkte van 10 tot 32 kV/m. Het is vastgesteld dat 80% van de mensen bij een spanning van 5 kV/m geen pijn ervaart bij ontladingen bij het aanraken van geaarde objecten. Het was deze waarde die als norm werd aangenomen bij het werken in elektrische installaties zonder het gebruik van beschermingsmiddelen.

De afhankelijkheid van de toegestane tijd doorgebracht door een persoon in een elektrisch veld met een sterkte E groter dan de drempelwaarde wordt benaderd door de vergelijking

De vervulling van deze aandoening zorgt voor de zelfgenezing van de fysiologische toestand van het lichaam gedurende de dag zonder resterende reacties en functionele of pathologische veranderingen.

Laten we kennis maken met de belangrijkste resultaten van studies naar de biologische effecten van elektrische en magnetische velden, uitgevoerd door Sovjet- en buitenlandse wetenschappers.

De invloed van elektrische velden op personeel

Tijdens de studies werd een integrerende dosismeter bevestigd op het bovenste deel van de onderarm van elke werknemer. Het bleek dat de gemiddelde dagelijkse blootstelling voor werknemers op hoogspanningslijnen varieerde van 1,5 kV/(m-h) tot 24 kV/(m-h). Maximale waarden worden in zeer zeldzame gevallen genoteerd. Uit de gegevens van het onderzoek kan worden geconcludeerd dat er geen merkbare relatie is tussen blootstelling op het land en de algemene gezondheid van mensen.

Bovengrondse hoogspanningslijnen en kanker bij kinderen

In woongebouwen kan een magnetisch veld worden gecreëerd door huishoudelijke elektrische apparatuur en bedrading, externe ondergrondse kabels en bovengrondse hoogspanningslijnen. De bestudeerde en gecontroleerde objecten zijn gegroepeerd op afstanden van 25 m tot de bovenleiding, en de mate van risico op een afstand van meer dan 100 m van de lijn is als één geheel genomen.

De verkregen resultaten ondersteunen niet de hypothese dat magnetische velden met netfrequentie het optreden van kanker bij kinderen beïnvloeden.

Elektrostatisch effect op menselijk en dierlijk haar

Onderzoek werd uitgevoerd in verband met de hypothese dat het effect van het gevoelde veld op het huidoppervlak wordt veroorzaakt door de inwerking van elektrostatische krachten op het haar. Als resultaat werd vastgesteld dat de proefpersoon bij een veldsterkte van 50 kV/m jeuk voelde in verband met haartrillingen, die werden geregistreerd door speciale apparaten.

De invloed van het elektrische veld op planten

De experimenten zijn uitgevoerd in een speciale kamer in een onvervormd veld met een sterkte van 0 tot 50 kV/m. Bij een blootstelling van 20 tot 50 kV/m werd een lichte beschadiging van het bladweefsel geconstateerd, afhankelijk van de configuratie van de plant en het aanvankelijke vochtgehalte daarin. Weefselnecrose is waargenomen in plantendelen met scherpe randen. Dikke planten met een glad afgerond oppervlak werden niet beschadigd bij een spanning van 50 kV/m. Schade is een gevolg van de kroon op de uitstekende delen van planten. Bij de zwakste planten werd al 1-2 uur na blootstelling schade waargenomen. Belangrijk is dat bij tarwezaailingen, die zeer scherpe uiteinden hebben, kroon en schade zichtbaar waren bij een relatief lage spanning van 20 kV/m. Dit was de laagste drempel voor schade in de onderzoeken.

Het meest waarschijnlijke mechanisme van schade aan plantenweefsel is thermisch. Weefselbeschadiging treedt op wanneer de veldsterkte hoog genoeg wordt om corona te veroorzaken en er een coronastroom met hoge dichtheid door de punt van het blad vloeit. De warmte die tegelijkertijd vrijkomt op de weerstand van het bladweefsel leidt tot het afsterven van een smalle laag cellen, die relatief snel water verliezen, uitdrogen en krimpen. Dit proces heeft echter een grens en het percentage gedroogde plantoppervlakte is klein.

Het effect van het elektrische veld op dieren

Het onderzoek is in twee richtingen uitgevoerd: de studie op het niveau van het biosysteem en de studie van de drempels van gedetecteerde invloeden. Bij kippen die in een veld werden geplaatst met een spanning van 80 kV/m, was er een toename in gewicht, levensvatbaarheid en lage sterfte. De veldwaarnemingsdrempel werd gemeten bij huisduiven. Van duiven is aangetoond dat ze een soort mechanisme hebben om elektrische velden met een lage sterkte te detecteren. Er werden geen genetische veranderingen waargenomen. Er is opgemerkt dat dieren die worden blootgesteld aan een hoog elektrisch veld, een mini-shock kunnen ervaren als gevolg van externe factoren, afhankelijk van de omstandigheden van het experiment, wat kan leiden tot enige angst en opwinding bij de proefpersonen.

In een aantal landen zijn er regelgevende documenten die de veldsterktelimieten op het gebied van bovengrondse hoogspanningslijnen beperken. Een maximale spanning van 20 kV/m is aanbevolen in Spanje en dezelfde waarde wordt momenteel beschouwd als de limiet in Duitsland.

Het publieke bewustzijn van de effecten van het elektromagnetische veld op levende organismen blijft groeien, en enige interesse en bezorgdheid over deze effecten zal leiden tot verder relevant medisch onderzoek, vooral bij mensen die in de buurt van bovengrondse hoogspanningslijnen wonen.

Meer informatie over dit onderwerp:

V. I. Tsjechov "Milieuaspecten van elektriciteitstransmissie"

Het boek geeft een algemene beschrijving van de impact van bovengrondse hoogspanningslijnen op het milieu. De problemen van het berekenen van de maximale elektrische veldsterkte onder de wisselstroomlijn en methoden voor de vermindering ervan, uitsluiting van land onder de lijnroute, de impact van het elektromagnetische veld op mensen, flora en fauna, het optreden van radio- en akoestische ruis worden overwogen . De kenmerken van de impact op het milieu van gelijkstroomlijnen en kabellijnen van ultrahoogspanning worden overwogen.

Laatste publicaties

Bovin AA
Regionaal centrum van Krasnodar van UNESCO

Alle levende organismen die op aarde bestaan, hebben zich in de loop van een lange evolutie op de een of andere manier volledig aangepast aan hun natuurlijke omstandigheden. Aanpassing vond niet alleen plaats aan fysische en chemische omstandigheden, zoals temperatuur, druk, samenstelling van atmosferische lucht, verlichting, vochtigheid, maar ook aan de natuurlijke velden van de aarde: geomagnetisch, zwaartekracht, elektrisch en elektromagnetisch. Technogene menselijke activiteit in een relatief korte historische periode heeft een aanzienlijke impact gehad op natuurlijke objecten, waardoor het delicate evenwicht tussen levende organismen en omgevingsomstandigheden, dat gedurende duizenden jaren werd gevormd, ernstig werd geschonden. Dit heeft geleid tot vele onherstelbare gevolgen, met name tot het uitsterven van sommige dieren en planten, talrijke ziekten en een vermindering van de gemiddelde levensverwachting van mensen in sommige regio's. En pas in de afgelopen decennia is wetenschappelijk onderzoek begonnen naar de invloed van natuurlijke en antropogene factoren op mensen en andere levende organismen.

Van de genoemde factoren is de impact van elektrische velden op een persoon op het eerste gezicht niet significant, dus er is weinig onderzoek op dit gebied gedaan. Maar zelfs nu, ondanks de groeiende belangstelling voor dit probleem, blijft het effect van elektrische velden op levende organismen een slecht bestudeerd gebied.

In dit artikel wordt een kort overzicht gegeven van het werk met betrekking tot dit probleem.

1. NATUURLIJKE ELEKTRISCHE VELDEN

Het elektrische veld van de aarde is het natuurlijke elektrische veld van de aarde als planeet, dat wordt waargenomen in het vaste lichaam van de aarde, in de zeeën, in de atmosfeer en in de magnetosfeer. Het elektrische veld van de aarde is te wijten aan een complexe reeks geofysische verschijnselen. Het bestaan ​​van een elektrisch veld in de atmosfeer van de aarde wordt voornamelijk geassocieerd met de processen van luchtionisatie en de ruimtelijke scheiding van positieve en negatieve elektrische ladingen die optreden tijdens ionisatie. Luchtionisatie vindt plaats onder invloed van kosmische straling van de ultraviolette straling van de zon; straling van radioactieve stoffen die aanwezig zijn op het aardoppervlak en in de lucht; elektrische ontladingen in de atmosfeer, enz. Veel atmosferische processen: convectie, wolkenvorming, neerslag en andere, leiden tot een gedeeltelijke scheiding van tegengestelde ladingen en het ontstaan ​​van atmosferische elektrische velden. Ten opzichte van de atmosfeer is het aardoppervlak negatief geladen.

Het bestaan ​​van het elektrische veld van de atmosfeer leidt tot het ontstaan ​​van stromen die de elektrische "condensator" van de atmosfeer ontladen - de aarde. Neerslag speelt een belangrijke rol bij de uitwisseling van ladingen tussen het aardoppervlak en de atmosfeer. Neerslag brengt gemiddeld 1,1-1,4 keer positieve ladingen met zich mee dan negatieve. De lekkage van ladingen uit de atmosfeer wordt ook aangevuld door de stromen die gepaard gaan met bliksem en de stroom van ladingen van puntige objecten. Het saldo van elektrische ladingen die naar het aardoppervlak worden gebracht met een oppervlakte van 1 km2 per jaar kan worden gekenmerkt door de volgende gegevens:

Op een aanzienlijk deel van het aardoppervlak - boven de oceanen - zijn de stromingen van de toppen uitgesloten en zal er een positieve balans zijn. Het bestaan ​​van een statische negatieve lading op het aardoppervlak (ongeveer 5,7×105 C) geeft aan dat deze stromen gemiddeld in evenwicht zijn.

Elektrische velden in de ionosfeer worden veroorzaakt door processen die zowel in de bovenste lagen van de atmosfeer als in de magnetosfeer plaatsvinden. Getijdenbewegingen van luchtmassa's, winden, turbulentie - dit alles is een bron van elektrische veldopwekking in de ionosfeer vanwege het hydromagnetische dynamo-effect. Een voorbeeld is het zonne-dagelijkse elektrische stroomsysteem, dat dagelijkse variaties in het magnetische veld op het aardoppervlak veroorzaakt. De grootte van de elektrische veldsterkte in de ionosfeer hangt af van de locatie van het observatiepunt, het tijdstip van de dag, de algemene toestand van de magnetosfeer en ionosfeer en de activiteit van de zon. Het varieert van enkele tot tientallen mV/m, en in de ionosfeer op hoge breedtegraad bereikt het honderd of meer mV/m. In dit geval bereikt de stroomsterkte honderdduizenden ampères. Door de hoge elektrische geleidbaarheid van het plasma van de ionosfeer en magnetosfeer langs de krachtlijnen van het aardmagnetisch veld, worden de elektrische velden van de ionosfeer overgebracht naar de magnetosfeer en de magnetosferische velden naar de ionosfeer.

Een van de directe bronnen van het elektrische veld in de magnetosfeer is de zonnewind. Wanneer de zonnewind rond de magnetosfeer stroomt, ontstaat een EMF. Deze EMF zorgt ervoor dat elektrische stromen worden gesloten door tegenstromen die over de magnetotail stromen. Deze laatste worden gegenereerd door positieve ruimteladingen aan de dageraadzijde van de magnetotail en door negatieve aan de schemerzijde. De grootte van de elektrische veldsterkte over de magnetotail bereikt 1 mV/m. Het potentiaalverschil over de poolkap is 20-100 kV.

Het bestaan ​​van een magnetosferische ringstroom rond de aarde is direct gerelateerd aan deeltjesdrift. Tijdens perioden van magnetische stormen en aurora's ondergaan elektrische velden en stromen in de magnetosfeer en ionosfeer significante veranderingen.

Magnetohydrodynamische golven die in de magnetosfeer worden gegenereerd, planten zich voort door natuurlijke golfgeleiderkanalen langs de krachtlijnen van het aardmagnetisch veld. Eenmaal in de ionosfeer worden ze omgezet in elektromagnetische golven, die gedeeltelijk het aardoppervlak bereiken en zich gedeeltelijk voortplanten in de ionosferische golfgeleider en verzwakken. Op het aardoppervlak worden deze golven, afhankelijk van de oscillatiefrequentie, geregistreerd als magnetische pulsaties ( 10-2-10 Hz), of als zeer laagfrequente golven (oscillaties met een frequentie van 102-104 Hz).

Het variabele magnetische veld van de aarde, waarvan de bronnen zijn gelokaliseerd in de ionosfeer en magnetosfeer, wekt een elektrisch veld op in de aardkorst. De elektrische veldsterkte in de nabije oppervlaktelaag van de korst varieert afhankelijk van de locatie en de elektrische weerstand van de rotsen, variërend van enkele eenheden tot enkele honderden mV/km, en tijdens magnetische stormen neemt deze toe tot eenheden en zelfs tientallen V /km. De onderling gerelateerde variabele magnetische en elektrische velden van de aarde worden gebruikt voor elektromagnetisch peilen in geofysica voor exploratie, evenals voor diep peilen van de aarde.

Een bepaalde bijdrage aan het elektrische veld van de aarde wordt geleverd door het contactpotentiaalverschil tussen rotsen met verschillende elektrische geleidbaarheid (thermo-elektrische, elektrochemische, piëzo-elektrische effecten). Vulkanische en seismische processen kunnen daarbij een bijzondere rol spelen.

Elektrische velden in de zeeën worden geïnduceerd door het wisselende magnetische veld van de aarde, en ontstaan ​​ook wanneer geleidend zeewater (zeegolven en stromingen) in een magnetisch veld beweegt. De dichtheid van elektrische stromen in de zeeën bereikt 10-6 A/m2. Deze stromen kunnen worden gebruikt als natuurlijke bronnen van een wisselend magnetisch veld voor magnetovariatiegeluid op de plank en in de zee.

De kwestie van de elektrische lading van de aarde als bron van het elektrische veld in de interplanetaire ruimte is nog niet definitief opgelost. Er wordt aangenomen dat de aarde als planeet elektrisch neutraal is. Deze hypothese vereist echter zijn experimentele bevestiging. De eerste metingen toonden aan dat de sterkte van het elektrische veld in de nabije aarde interplanetaire ruimte varieert van tienden tot enkele tientallen mV/m.

In het werk van D. Dyutkin worden de processen opgemerkt die leiden tot de accumulatie van een elektrische lading en de vorming van elektrische velden in de ingewanden van de aarde en op het oppervlak. Het mechanisme van het optreden van circulaire elektrische stromen in de ionosfeer, wat leidt tot de excitatie van krachtige elektrische stromen in de oppervlaktelagen van de aarde, wordt beschouwd.

In de fundamenten van de moderne geofysica wordt opgemerkt dat om de intensiteit van het aardmagnetische veld te behouden, een mechanisme van constante veldopwekking moet werken. Het overwicht van het dipoolveld en zijn axiale karakter, evenals de westelijke drift met een uitzonderlijk hoge snelheid voor geologische processen (0,2| of 20 km/jaar) getuigen van het verband van het aardmagnetische veld met de rotatie van de aarde. Bovendien is de directe afhankelijkheid van de veldsterkte van de rotatiesnelheid van de aarde een bewijs van de onderlinge verbondenheid van deze verschijnselen.

Hieraan kunnen we toevoegen dat er inmiddels een enorme hoeveelheid statistische informatie is verzameld, die de verandering in de parameters van zonneactiviteit, het aardmagnetisch veld, de snelheid van de rotatie van de aarde koppelt aan de temporele periodiciteit en intensiteit van verschillende natuurlijke processen. Een duidelijk fysiek mechanisme voor de onderlinge verbinding van al deze processen is echter nog niet ontwikkeld.

In de werken van professor V.V. Surkov wordt rekening gehouden met de aard van ultralaagfrequente (ULF) elektromagnetische velden. Het mechanisme van excitatie van ULF (tot 3 Hz) elektromagnetische velden in het ionosferische plasma en de atmosfeer wordt beschreven, de bronnen van ULF elektromagnetische velden in de aarde en de atmosfeer worden aangegeven.

Hypothesen over de oorsprong van de elektrische en magnetische velden van de aarde worden besproken in een populair-wetenschappelijk artikel van doctor in de fysische en wiskundige wetenschappen G. Fonarev. Volgens de hypothese van academicus V.V. Shuleikin creëren elektrische stromen in de wateren van de Wereldoceaan een extra magnetisch veld, dat bovenop het hoofdveld wordt gelegd. Volgens V. V. Shuleikin, de elektrische velden in de oceaan zouden in de orde van honderden of zelfs duizenden microvolts per meter moeten zijn - dit zijn vrij sterke velden. Sovjet-ichtyoloog A.T. Mironov ontdekte in het begin van de jaren dertig het gedrag van vissen en ontdekte daarin een goed uitgesproken elektrotaxis - het vermogen om te reageren op een elektrisch veld. Dit bracht hem op het idee dat er elektrische (tellurische) velden in de zeeën en oceanen moeten bestaan. Hoewel de hypothesen van V.V. Shuleikin en A.T. De studies van Mironov zijn in de praktijk niet bevestigd, ze zijn nog steeds niet alleen van historisch belang: beide speelden een belangrijke stimulerende rol bij het formuleren van veel nieuwe wetenschappelijke problemen.

2. LEVENDE ORGANISMEN IN EEN NATUURLIJK ELEKTRISCH VELD

Momenteel zijn er veel onderzoeken gedaan naar de invloed van elektrische velden op levende organismen - van individuele cellen tot mensen. De invloed van elektromagnetische en magnetische velden wordt het vaakst overwogen. Een groot deel van alle werken is gewijd aan variabele elektromagnetische velden en hun effecten op levende organismen, aangezien deze velden voornamelijk van antropogene oorsprong zijn.

Permanente elektrische velden van natuurlijke oorsprong en hun betekenis voor levende organismen zijn tot nu toe onvoldoende bestudeerd.

Het meest eenvoudige en begrijpelijke over de invloed van het constante elektrische veld van de aarde op mensen, dieren en planten wordt beschreven in het werk van A.A. Mikulin.

Volgens het laatste onderzoek is de aarde negatief geladen, dat wil zeggen met een overmaat aan gratis elektrische ladingen - ongeveer 0,6 miljoen coulombs. Dit is een zeer grote lading.

Door elkaar af te weren door de Coulomb-krachten, hebben de elektronen de neiging zich op te hopen op het aardoppervlak. Op grote afstand van de aarde, die haar van alle kanten bedekt, bevindt zich de ionosfeer, bestaande uit een groot aantal positief geladen ionen. Er is een elektrisch veld tussen de aarde en de ionosfeer.

Bij een heldere hemel op een afstand van een meter van de grond bereikt het potentiaalverschil ongeveer 125 volt. Daarom hebben we het recht om te beweren dat de elektronen, die onder invloed van het veld de neiging hebben om van het aardoppervlak te ontsnappen, zijn doorgedrongen in de blote voeten en elektrisch geleidende uiteinden van de zenuwen van de spieren van de primitieve mens, die op blote voeten over de aarde liep en geen laarzen droeg met elektrisch ondoordringbare kunstmatige zolen. Deze penetratie van elektronen ging alleen door totdat de totale vrije negatieve lading van een persoon het ladingspotentieel bereikte op het gebied van het aardoppervlak waar hij zich bevond.

Onder invloed van het veld probeerden de ladingen die het menselijk lichaam binnendrongen uit te breken, waar ze werden gevangen, gerecombineerd met positief geladen ionen van de atmosfeer, die in direct contact stond met de open huid van het hoofd en de handen. Het menselijk lichaam, zijn levende cellen en alle functionele afhankelijkheden van het metabolisme zijn door de natuur gedurende miljoenen jaren aangepast voor een gezond menselijk leven in de omstandigheden van een bijna aards elektrisch veld en elektrische uitwisseling, in het bijzonder uitgedrukt in de instroom van elektronen in de voet en uitstroom, recombinatie, elektronen in positief geladen ionen van de atmosfeer.

Verder trekt de auteur een belangrijke conclusie: de spieren van dieren en mensen die in contact staan ​​met de aarde zijn door de natuur zo gerangschikt dat ze een negatieve elektrische lading moeten dragen die overeenkomt met de grootte van de lading van het aardoppervlak waarop de levend wezen was op dat moment. De grootte van de negatieve lading van het menselijk lichaam moet variëren afhankelijk van de sterkte van het elektrische veld op een bepaald punt op aarde op een bepaald moment.

Er zijn veel redenen om de elektrische veldsterkte te veranderen. Een van de belangrijkste is bewolking, die de sterkste lokale elektrische ladingen draagt. Ze bereiken tientallen miljoenen volt op het moment van bliksemvorming. In een levend organisme, op het oppervlak van de huid, bereikt de intensiteit van elektrische ladingen soms een zodanige waarde dat vonken verschijnen wanneer ze in contact komen met metaal, bij het verwijderen van nylon ondergoed.

De laatste waarnemingen door medewerkers van het Instituut voor Openbare en Gemeenschappelijke Hygiëne hebben aangetoond dat wanneer het weer verandert, het welzijn van een zieke persoon afhangt van de grootte van de lokale veldsterkte van de aarde, evenals van veranderingen in de luchtdruk , die in de meeste gevallen gepaard gaan met een verandering in veldsterkte. Maar omdat we in het dagelijks leven geen instrumenten hebben om de grootte van de spanning van het aardveld te meten, verklaren we de gezondheidstoestand niet door de hoofdoorzaak - een verandering in de veldsterkte, maar door het gevolg - een daling bij barometrische druk.

Experimenten hebben aangetoond dat elk mentaal of fysiek werk dat wordt uitgevoerd door een persoon die geïsoleerd is van de aarde, gepaard gaat met een afname van zijn negatieve natuurlijke lading. Geen van de beschreven veranderingen in elektrisch potentiaal wordt echter waargenomen of gemeten, zelfs niet door de meest nauwkeurige instrumenten, als het menselijk lichaam in contact is met de grond of door een geleider met de aarde is verbonden. Het ontbreken van elektronen wordt onmiddellijk geëlimineerd. Op elke oscilloscoop is het gemakkelijk om deze stromen op te merken en hun grootte te bepalen.

Welke veranderingen in iemands leven veroorzaakten zijn vertrek uit het natuurlijke primitieve wezen? De mens trok laarzen aan, bouwde huizen, vond niet-geleidend linoleum uit, rubberen zolen, vulde stadsstraten en wegen met asfalt. De mens staat tegenwoordig veel minder in contact met de elektrische ladingen van de aarde. Dit is een van de redenen voor dergelijke "veelvoorkomende" ziekten als hoofdpijn, prikkelbaarheid, neurose, hart- en vaatziekten, vermoeidheid, slecht slapen, enz. In het verleden schreven zemstvo-artsen blootsvoetse wandelingen in de dauw voor de zieken voor. In Engeland zijn er vandaag de dag nog steeds verschillende "sandalen" -verenigingen. Deze behandeling kan niet anders worden genoemd dan 'het lichaam van de patiënt aarden'.

Aan het Instituut voor Plantenfysiologie van de USSR Academie van Wetenschappen zette doctor in de biologische wetenschappen E. Zhurbitsky een reeks experimenten op om het effect van een elektrisch veld op planten te bestuderen. Het vergroten van het veld tot een bekende waarde versnelt de groei. Planten in een onnatuurlijk veld plaatsen - bovenaan is een negatieve band en in de grond is positief - groei is deprimerend. Zhurbitsky gelooft dat hoe groter het potentiaalverschil tussen zaailingen en de atmosfeer, hoe intenser de fotosynthese verloopt. In kassen kan de opbrengst met 20-30% worden verhoogd. Een aantal wetenschappelijke instellingen houden zich bezig met de invloed van elektriciteit op planten: het Centraal Genetisch Laboratorium vernoemd naar I.V. Michurin, medewerkers van de Botanische Tuin van de Staatsuniversiteit van Moskou, enz.

Van belang is het werk van R. A. Novitsky, gewijd aan de waarneming van elektrische velden en stromingen door vissen, evenals het opwekken van elektrische velden door sterke elektrische vissen (zoetwater-elektrische paling, elektrische roggen en meervallen, Amerikaanse sterrenkijker). Het artikel merkt op dat zwak elektrische vissen zeer gevoelig zijn voor elektrische velden, waardoor ze objecten in het water kunnen vinden en onderscheiden, het zoutgehalte van het water kunnen bepalen en de lozingen van andere vissen kunnen gebruiken voor informatieve doeleinden in interspecifieke en intraspecifieke relaties. Zwakke elektrische stromen en magnetische velden worden voornamelijk waargenomen door de huidreceptoren van vissen. Talrijke studies hebben aangetoond dat in bijna alle zwak en sterk elektrische vissen derivaten van de zijlijnorganen als elektroreceptoren dienen. Bij haaien en roggen wordt de elektroreceptieve functie uitgevoerd door de zogenaamde ampullen van Lorenzini - speciale slijmklieren in de huid. Sterkere elektromagnetische velden werken rechtstreeks in op de zenuwcentra van waterorganismen.

3. Technogene elektrische velden en hun impact op levende organismen

Zoals u weet, heeft technologische vooruitgang de mensheid niet alleen verlichting en gemak in de productie en het dagelijks leven gebracht, maar ook een aantal ernstige problemen veroorzaakt. In het bijzonder is het probleem ontstaan ​​om mensen en andere organismen te beschermen tegen sterke elektromagnetische, magnetische en elektrische velden die door verschillende technische apparaten worden gecreëerd. Later verscheen het probleem van het beschermen van een persoon tegen langdurige blootstelling aan zwakke elektromagnetische velden, wat, zoals later bleek, ook het menselijk leven schaadt. En pas onlangs begonnen ze op te letten en geschikte studies uit te voeren om de impact op levende organismen te beoordelen van het afschermen van natuurlijke geomagnetische en elektrische velden.

De invloed van krachtige constante en variabele elektrische velden van technogene oorsprong op levende organismen is relatief lang bestudeerd. De bronnen van dergelijke velden zijn in de eerste plaats hoogspanningslijnen (TL).

Het elektrische veld dat wordt gecreëerd door hoogspanningslijnen heeft een nadelig effect op levende organismen. Het meest gevoelig voor elektrische velden zijn hoefdieren en mensen in schoeisel dat hen van de grond isoleert. Dierenhoef is ook een goede isolator. In dit geval wordt een potentiaal geïnduceerd op een geleidend bulklichaam geïsoleerd van de grond, afhankelijk van de verhouding van de capaciteit van het lichaam tot de grond en tot de draden van de krachtoverbrengingslijn. Hoe kleiner de capaciteit naar de grond (hoe dikker bijvoorbeeld de zool van een schoen), hoe groter het geïnduceerde potentieel, dat enkele kilovolts kan zijn en zelfs 10 kV kan bereiken.

In experimenten van veel onderzoekers werd een duidelijke drempelwaarde van de veldsterkte gevonden, waarbij een dramatische verandering in de reactie van het proefdier optreedt. Het is vastgesteld op 160 kV/m, een lagere veldsterkte veroorzaakt geen merkbare schade aan een levend organisme.

De elektrische veldsterkte in de werkgebieden van een 750 kV hoogspanningsleiding op een hoogte van menselijke groei is ongeveer 5-6 keer minder dan gevaarlijke waarden. Het nadelige effect van het elektrische veld van industriële frequentie op het personeel van hoogspanningslijnen en onderstations met een spanning van 500 kV en hoger werd onthuld; bij spanningen van 380 en 220 kV komt dit effect zwak tot uiting. Maar bij alle spanningen hangt het effect van het veld af van de duur van het aanwezig zijn.

Op basis van het onderzoek zijn relevante sanitaire normen en regels ontwikkeld, die aangeven wat de minimaal toegestane afstanden zijn voor de locatie van woongebouwen van stationair stralende objecten, zoals hoogspanningsleidingen. Deze normen geven ook de maximaal toelaatbare (beperkende) stralingsniveaus voor andere energiegevaarlijke objecten. In sommige gevallen worden omvangrijke metalen schermen gebruikt om een ​​persoon te beschermen, in de vorm van lakens, netten en andere apparaten.

Talrijke onderzoeken door wetenschappers in verschillende landen (Duitsland, VS, Zwitserland, enz.) hebben echter aangetoond dat dergelijke veiligheidsmaatregelen een persoon niet volledig kunnen beschermen tegen de effecten van schadelijke elektromagnetische straling (EMR). Tegelijkertijd werd ontdekt dat zwakke elektromagnetische velden (EMF), waarvan het vermogen wordt gemeten in duizendsten van watt, niet minder gevaarlijk en in sommige gevallen zelfs gevaarlijker zijn dan krachtige straling. Wetenschappers verklaren dit door het feit dat de intensiteit van zwakke elektromagnetische velden evenredig is met de intensiteit van de straling van het menselijk lichaam zelf, zijn interne energie, die wordt gevormd als gevolg van het functioneren van alle systemen en organen, inclusief het cellulaire niveau . Dergelijke lage (niet-thermische) intensiteiten kenmerken de straling van elektronische huishoudelijke apparaten die tegenwoordig in elk huis aanwezig zijn. Dit zijn voornamelijk computers, televisies, mobiele telefoons, magnetrons, enz. Ze zijn de bronnen van schadelijke, zogenaamde. technogene EMR, die het vermogen hebben om zich op te hopen in het menselijk lichaam, terwijl het zijn bio-energetische balans schendt, en in de eerste plaats de zogenaamde. energie-informatie-uitwisseling (ENIO). En dit leidt op zijn beurt tot verstoring van de normale werking van de belangrijkste lichaamssystemen. Talrijke studies op het gebied van het biologische effect van elektromagnetische velden (EMV) hebben het mogelijk gemaakt om vast te stellen dat de meest gevoelige systemen van het menselijk lichaam zijn: nerveus, immuun, endocrien en seksueel. Het biologische effect van EMV onder omstandigheden van langdurige langdurige blootstelling kan leiden tot de ontwikkeling van langetermijngevolgen, waaronder degeneratieve processen van het centrale zenuwstelsel, bloedkanker (leukemie), hersentumoren, hormonale ziekten, enz.

In het werk van V.M. Korshunov is gemeld dat specialisten in de jaren zeventig terugkeerden naar de effecten van zwakke en zeer zwakke magnetische en elektrische velden op fysisch-chemische modelsystemen, biologische objecten en het menselijk lichaam. De mechanismen die deze effecten veroorzaken "werken" op het niveau van moleculen, en soms ook van atomen, waardoor ze heel moeilijk op te sporen zijn. Wetenschappers hebben echter experimenteel de magnetische en spin-effecten aangetoond en theoretisch verklaard. Het bleek dat, hoewel de energie van magnetische interactie verschillende ordes van grootte minder is dan de energie van thermische beweging, maar in dat stadium van de reactie, waar alles werkelijk gebeurt, thermische beweging geen tijd heeft om de werking van de magnetische veld.

Deze ontdekking doet ons een frisse blik werpen op het fenomeen van het leven op aarde, dat ontstond en zich ontwikkelde in de omstandigheden van het aardmagnetische veld. Het laboratorium toonde het effect aan van relatief zwakke (een orde van grootte of twee hoger dan geomagnetische) permanente en variabele magnetische velden op de output van de primaire reactie van fotosynthese - de basis van het hele ecosysteem van onze planeet. Deze invloed bleek klein (minder dan een procent), maar er is nog iets belangrijks: het bewijs van het werkelijke bestaan ​​ervan.

In hetzelfde werk werd met name opgemerkt dat huishoudelijke elektrische apparaten die ons omringen, op een bepaalde positie ten opzichte van ons lichaam (of ons lichaam ten opzichte van apparaten) de elektrochemische processen die in de cellen van het lichaam plaatsvinden, kunnen beïnvloeden.

4. APPARATEN EN METHODEN VOOR HET METEN VAN ELEKTRISCHE VELDEN

Om de elektromagnetische situatie te bestuderen en te beheersen, is het noodzakelijk om geschikte instrumenten te hebben - magnetometers voor het meten van de kenmerken van magnetische velden en elektrische veldsterktemeters.

Aangezien de behoefte aan dergelijke apparaten (nog) klein is, worden dergelijke apparaten in principe in kleine series geproduceerd voor twee doeleinden: 1 - om de sanitaire veiligheidsnormen te controleren; 2 - ten behoeve van exploratiegeofysica.

De unitaire onderneming van de federale staat "NPP" Cyclone-Test "produceert bijvoorbeeld serieel een elektrische veldmeter IEP-05, die is ontworpen om de wortel-gemiddelde-kwadraatwaarde te meten van de intensiteit van wisselende elektrische velden die met verschillende technische middelen zijn gecreëerd.

Elektrische en magnetische veldsterktemeters zijn ontworpen om elektromagnetische veiligheidsnormen op het gebied van natuurbescherming, arbeid en bevolkingsveiligheid te controleren.

Binnen zijn technische kenmerken kan het apparaat worden gebruikt om de sterkte van de elektrische component van elektromagnetische velden te meten, ongeacht de aard van hun optreden, ook bij bewaking volgens SanPiN 2.2.4.1191-03 "Elektromagnetische velden in productieomstandigheden" en SanPiN 2.1.2.1002-00 "Sanitaire epidemiologische vereisten voor woongebouwen en gebouwen.

Het apparaat heeft een directe uitlezing van de gemeten veldwaarde (in realtime) en kan worden gebruikt voor elektromagnetische monitoring, controle van de ruimtelijke verdeling van velden en de dynamiek van het meten van deze velden in de tijd.

Het werkingsprincipe van het apparaat is eenvoudig: in een dipoolantenne induceert een elektrisch veld een potentiaalverschil, dat wordt gemeten door een apparaat zoals een millivoltmeter.

De Zyklon-Test Research and Production Enterprise produceert ook andere apparaten die zijn ontworpen om de parameters van elektrische, magnetische en elektromagnetische velden te meten.

Tegelijkertijd worden in de geofysica al lang methoden voor elektrische exploratie van mineralen gebruikt. Elektrische exploratie is een groep van geofysische verkenningsmethoden die gebaseerd zijn op de studie van natuurlijke of kunstmatig opgewekte elektrische en elektromagnetische velden in de aardkorst. De fysieke basis van elektrische exploratie is het verschil tussen gesteenten en ertsen in termen van hun elektrische weerstand, diëlektrische constante, magnetische gevoeligheid en andere eigenschappen.

Van de verschillende methoden voor elektrische exploratie moeten de methoden van het magnetotellurische veld worden vermeld. Met behulp van deze methoden wordt de variabele component van het natuurlijke elektromagnetische veld van de aarde onderzocht. De penetratiediepte van het magnetotellurische veld in de grond als gevolg van het skin-effect hangt af van de frequentie ervan. Daarom weerspiegelt het gedrag van de lage frequenties van het veld (honderdste en duizendste Hz) de structuur van de aardkorst op een diepte van enkele kilometers, en het gedrag van hogere frequenties (tientallen en honderden Hz) op diepten van enkele tientallen meter frequentie stelt u in staat om de geologische structuur van het studiegebied te bestuderen.

Elektroprospectieapparatuur bestaat uit stroombronnen, elektromagnetische veldbronnen en meetapparatuur. Huidige bronnen - droge celbatterijen, generatoren en accu's; veldbronnen - geaard aan de uiteinden van de lijn of niet-geaarde circuits, gevoed door gelijkstroom of wisselstroom. Meetapparatuur bestaat uit een ingangsconverter (veldsensor), een systeem van tussensignaalomvormers dat het signaal omzet voor registratie en filtering van interferentie, en een uitgangsapparaat dat signaalmetingen verzorgt. Apparatuur voor elektrische exploratie die is ontworpen om een ​​geologische sectie op een diepte van maximaal 1-2 km te bestuderen, wordt gemaakt in de vorm van lichtgewicht draagbare sets.

Voor onderzoeksdoeleinden wordt meestal speciale apparatuur met de nodige parameters vervaardigd.

Het artikel beschouwt de meest nauwkeurige en gevoelige spectrale methoden voor het meten van superzwakke magnetische velden. Er is hier echter een belangrijke stelling dat op basis van atomaire spectroscopie ook een standaard voor elektrische veldsterkte kan worden geconstrueerd. Het artikel merkt op dat het mogelijk is om de absolute waarde van de elektrische veldsterkte met hoge nauwkeurigheid te meten met behulp van het Stark-effect. Om dit te doen, is het noodzakelijk om atomen te gebruiken met een baanimpulsmoment dat niet gelijk is aan nul in de grondtoestand. Tot nu toe is de behoefte aan dergelijke metingen volgens de auteur echter niet acuut genoeg geworden om de bijbehorende techniek te ontwikkelen.

Integendeel, het is juist nu het moment om ultragevoelige en nauwkeurige instrumenten te maken voor het meten van natuurlijke elektrische velden.

CONCLUSIE

De resultaten van talrijke onderzoeken tonen aan dat onzichtbare, immateriële elektromagnetische, magnetische en elektrische velden een ernstige impact hebben op mens en ander organisme. De invloed van sterke velden is vrij uitgebreid bestudeerd. Het effect van zwakke velden, dat voorheen over het hoofd werd gezien, bleek niet minder belangrijk voor levende organismen. Maar het onderzoek op dit gebied is nog maar net begonnen.

Een modern persoon brengt steeds meer tijd door in kamers van het type gewapend beton, in autocabines. Maar er zijn praktisch geen studies met betrekking tot de beoordeling van de impact op de gezondheid van mensen van het afschermende effect van kamers, metalen cabines van auto's, vliegtuigen, enz. Dit geldt met name voor het afschermen van het natuurlijke elektrische veld van de aarde. Daarom zijn dergelijke studies momenteel zeer relevant.

“De moderne mensheid leeft, zoals alle levende wezens, in een soort elektromagnetische oceaan, waarvan het gedrag nu niet alleen wordt bepaald door natuurlijke oorzaken, maar ook door kunstmatige interferentie. We hebben ervaren piloten nodig die de verborgen stromingen van deze oceaan, zijn ondiepe wateren en eilanden grondig kennen. En er zijn zelfs nog strengere navigatieregels nodig om reizigers te beschermen tegen elektromagnetische stormen”, beschreef Yu.A., een van de pioniers van de Russische magnetobiologie, levendig de huidige situatie. Choodov.

LITERATUUR

1. Sizov Yu.P. Elektrisch veld van de aarde. Artikel in TSB, Sovjet Encyclopedia Publishing House, 1969 - 1978
2. Dyudkin D. De toekomst van energie - geo-elektriciteit? Energie en industrie van Rusland - geselecteerde materialen, uitgave 182.
   http://subscribe.ru/archive/
3. Surkov V.V. Het gebied van wetenschappelijke interesses van VV Surkov.
   http://www.surkov.mephi.ru
4. Fonarev G. Geschiedenis van twee hypothesen. Wetenschap en Leven, 1988, nr. 8.
5. Lavrova A.I., Plyusnina T.Yu., Lobanov A.I., Starozhilova T.K., Riznichenko G.Yu. Modellering van de impact van een elektrisch veld op het systeem van ionenstromen in het nabije membraangebied van de cel van de alg Chara.
6. Alekseeva N.T., Fedorov V.P., Baibakov S.E. Reactie van neuronen van verschillende afdelingen van het centrale zenuwstelsel op de invloed van een elektromagnetisch veld // Elektromagnetische velden en menselijke gezondheid: procedures van de 2e stagiair. conf. "Problemen van elektromagnetische menselijke veiligheid. Fundamenteel en toegepast onderzoek. Rantsoenering van EMV: filosofie, criteria en harmonisatie", 20-24 sept. 1999, Moskou. - M., 1999. - p.47-48.
7. Gurvich EB, Novokhatskaya EA, Rubtsova NB Sterfte van de bevolking die in de buurt van een elekmet een spanning van 500 kilovolt // Med. arbeid en industrieel ecol. - 1996. - N 9. - S.23-27. - Bibliografie: 8 titels.
8. Gurfinkel Yu.I., Lyubimov V.V. Gescreende afdeling in de kliniek om patiënten met coronaire hartziekte te beschermen tegen de effecten van geomagnetische storingen // Med. fysica. - 2004. - N3(23). - P.34-39. - Bibliografie: 23 titels.
9. Mikulin A.A. Actieve levensduur is mijn worsteling met ouderdom. Hoofdstuk 7. Leven in een elektrisch veld.
   http://www.pseudology.org
10. Kurilov Yu.M. Alternatieve energiebron. Het elektrische veld van de aarde is een bron van energie.
    Wetenschappelijk en technisch portaal.
11. Novitsky R.A. Elektrische velden in het leven van vissen. 2008
    http://www.fion.ru>
12. Lyubimov VV, Ragulskaya MV Elektromagnetische velden, hun biotropisme en milieuveiligheidsnormen. Journal of gedeponeerde manuscripten # 3 maart 2004.
    Proceedings van de wetenschappelijke en technische conferentie - PROMTECHEXPO XXI.
13. Ptitsyna N.G., G.Villoresi, L.I.Dorman, N.Yucci, M.I.Tyasto. "Natuurlijke en technologische laagfrequente magnetische velden als factoren die mogelijk gevaarlijk zijn voor de gezondheid". "Succes in de Exacte Wetenschappen" 1998, N 7 (vol. 168, pp. 767-791).
14. Groene Mark, Ph.D. Dit zou iedereen moeten weten.
    gezondheid2000.ru
15. Korshunov VM Gevaren van elektriciteit.
    www.korshunvm.ru
16. Federale Staat Unitaire Onderneming "NPP "Cyclone-Test".
    http://www.ciklon.ru
17. Yakubovsky Yu.V. Elektrische verkenning. Artikel in TSB, Sovjet Encyclopedia Publishing House, 1969 - 1978
18. Alexandrov E.B. . Toepassingen van atomaire spectroscopie op problemen van fundamentele metrologie. Fysisch-technisch Instituut. A.F. Ioffe RAS, St. Petersburg, Rusland