О том, что магнитное поле оказывает влияние на рост и формирование растений, можно убедиться очень просто. Все растения на Земле находятся в магнитном поле Земли. Можно убедиться, что растения, которые свободно развиваются, ориентируются в направлении южного магнитного полюса. Другими словами, корни растут преимущественно в этом направлении. Этот эффект зависимости роста растений (или их частей) от магнитного поля был назван магнитотропизмом растений (тропос — направление) . Этот эффект у растений изучался очень подробно как в естественных условиях, когда растения развивались в магнитном поле Земли, так и в условиях, созданных искусственно, когда величина и направление магнитного поля, действующего на растения, изменялись. Во всех случаях растения не оставались безучастными к влиянию магнитного поля. Их реакция зависела от направления магнитного поля. В частности, от направления магнитного поля относительно зародышей семян зависят функционально-биохимические свойства растений, развившихся из семян. Так, если ориентировать корешки зародыша пшеницы в направлении южного магнитного полюса, то все растение (и корни и стебли) развивается более эффективно, нежели в случае ориентации корешков зародыша в направлении северного магнитного полюса.
Исследовались не только зародыши пшеницы, но и других сельскохозяйственных культур (кукурузы, огурцов, свеклы, подсолнечника, гороха, дыни, ячменя и овса). Проведены опыты с семенами сосны, ели и др. Эти опыты показали, что если семена хвойных пород высевали корешками зародышей на юг, то они прорастали быстрее (на 4—5 дней), чем в том случае, когда они ориентировались на север. Эти опыты любопытны еще и другим. Оказалось, что указанные свойства зависят также и от фазы Луны. Они проявляются наиболее эффективно при полнолунии, а при новолунии эффект менее выражен. Многим этот эффект может показаться странным. Но никакой мистики в этом нет. Луна вызывает приливы в атмосфере Земли (приливы в морях и океанах хорошо известны всем). Эти приливы оказывают влияние на атмосферную циркуляцию (а значит и на погоду) . Они же вызывают и изменение магнитного поля Земли. Это происходит потому, что при движении проводящего атмосферного газа в магнитном поле возникает электрический ток. Всякий электрический ток создает вокруг себя магнитное поле. Возникшее таким путем магнитное поле складывается с магнитным полем Земли и в зависимости от их взаимных направлений суммарное поле или больше или меньше магнитного поля Земли. Специалисты, изучающие магнитное поле 3емли, эти изменения (вариации) магнитного поля, вызванные действием Луны на атмосферу Земли, назвали лунными вариациями магнитного поля Земли. Таким образом, мы еще раз имеем подтверждение тому, что нельзя изучать влияние одного фактора на данный процесс (в данном случае на рост растений) и не учитывать одновременное влияние других факторов, которое несомненно имеется. Но необходимо учитывать не только все внешние факторы, действующие наряду с магнитным полем на растения, но и внутренние факторы, обусловленные особенностями самих растений. Таких особенностей много. Одной из них является свойство дисимметрии растений, то есть их несимметричности по отношению к определенному направлению в пространстве. Часть растений являются симметричными. Другая часть— дисимметричными. Последние делятся на два типа— левые и правые. Как это понимать, как можно определить, к какому типу принадлежит данное растение? Это можно определить, например, по тому, как расположены венчики цветка данного растения или кроющих чешуй.
Тип растения определяют и по тому, как развиваются во времени определенные процессы в растении, которые связаны с его функционированием, или, другими словами, по тому, какая ритмика характерна дня этих процессов. Например, лепестки могут располагаться так, что, переходя от одного лепестка к другому, мы будем двигаться по ходу часовой стрелки. Это растение является дисимметричным— "правым" (часовая стрелка движется вправо) . Те растения, у которых лепестки расположены в обратном направлении,— являются "левыми" (но, естественно, тоже дисимметричными) . Имеется и много других признаков, по которым можно определить, к какому типу относится данное растение. Любопытно, что принадлежность данного растения к определенному типу не является вечной. По истечении определенного времени растения одного типа (например, левые) могут стать растениями другого типа (правами). Представляет интерес не только сам этот факт, но и особенно то, что время такого перерождения равно примерно 11 годам, то есть соответствует длительности цикла солнечной активности! Это не случайно. 11-летний цикл солнечной активности сопровождается таким же по продолжительности циклом магнитной активности, а изменение магнитного поля (в этом проявляется магнитная активность) оказывает влияние на развитие и структуру растений. Влияние магнитного поля (его изменчивости и направления) изучалось очень глубоко многими исследователями. В результате было доказано, что смена дисимметрии цветков у растений действительно следует в строгом соответствии с изменением магнитного поля Земли. Выполненные исследования достоверно доказали, что магнитное поле, вообще, и магнитное поле Земли, в частности, несомненно, влияет на дисимметрию растений. Развитие растения в магнитном поле зависит не только от ориентации магнитного поля относительно самого растения (или его зародыша) , но от типа дисимметрии растения. Например, было показано, что если семена растений, относящиеся к левому типу, ориентировать кончиком зародышевого корешка к южному магнитному полюсу Земли, то из них произрастут растения, которые растут более быстро, имеют более высокую ферментативную активность. Содержание хлорофилла в этих растениях больше. В результате всех этих факторов урожайность ориентированных указанным образом растений выше примерно на 13—52%. Чтобы получить такой же качественный эффект для правых растений, их зародыши необходимо ориентировать в противоположном направлении, то есть к северному магнитному полюсу. Разные физиологические процессы в растениях разных типов характеризуются разной зависимостью (как качественно, так и количественно) от магнитного поля.
Мы уже говорили о том, что корни растения ориентируются в определенном направлении. Опыты показали, что боковые корни растений, которые растут в свободных условиях, располагаются в том же направлении, в каком направлено магнитное поле Земли, то есть в направлении север—юг. Это направление находится в плоскости магнитного меридиана. Проследить за обменом веществ можно с помощью радиоактивных "меченых" веществ. С помощью меченого фосфора можно проследить, что на северной и южной сторонах от растения идет значительно более интенсивное поступление фосфора внутрь растения, чем с восточного и западного направлений. Разные растения в разной степени выполняют указанные требования. Так, дикий овес хорошо подчиняется этой закономерности: его корневая система действительно располагается в направлении север—юг. В то же время корневая система ржи не подчиняется этому требованию, ее корни располагаются во всех направлениях. Так что требуется изучение каждого типа растений в отдельности.
В зависимости от изменения магнитного поля в данном. регионе развиваются определенным образом и растения. Поэтому надо учитывать не просто направление на магнитные полюса вообще, а конкретно — направление магнитного поля в данном месте. Ситуация особенно хорошо заметна в регионах, где имеются магнитные аномалии. Здесь развитие растений (в частности, ориентация в пространстве их корневой системы) отлично от того, которое имеется в областях с нормальным магнитным полем Земли. Так, было показано, что в районе Курской магнитной аномалии ориентация корневых борозд у сахарной свеклы значительно менее развита, то есть корневая система не имеет столь четкой ориентации.
Естественно ожидать, что магнитное поле оказывает влияние не только на корневую систему растения, но и на другие его части (на стебель, листья). Было показано, что цветущие корзинки цветочника четко ориентированы в пространстве: основная их масса широким веером ориентирована в сторону Солнца, то есть на юго-восток, юг, юго-запад. В юго-восточном направлении увеличено число листьев у картофеля. Любопытная картина в ориентации ветвей обнаружена у туи восточной. Те скелетные ветви, которые отходят к востоку и западу, разветвляются главным образом (в вертикальных плоскостях) в направлении север—юг. Количество таких веток доходит до 90%. Меньше веток, которые разветвляются в направлении восток—запад.
Магнитное поле оказывает влияние практически на все свойства растений, в частности на соотношение полов (сексуализацию) . Проследить это влияние наиболее удобно на растениях, у которых мужские и женские цветки содержатся на одной особи (однодомные) . Известно, что кроме этих растений есть и такие, у которых имеются цветки с мужскими и женскими органами— это гермаф-родитные виды. Имеются также двудомные растения, у которых цветки с мужскими органами (тычинками) находятся на одних особях, а цветки с женскими органами (пестиками)— на других. Однодомных растений в природе примерно 10%. Были выполнены различные опыты по изучению влияния магнитного поля (его ориентации) на сексуализацию этих растений. В частности, опыты делались над огурцами, и было показано, что в зависимости от ориентации семян огурцов относительно магнитного поля изменяется их сексуализация. Так, в тех случаях, когда корешок зародыша был ориентирован на север, женских цветков образовывалось больше, нежели в тех случаях, когда он был ориентирован на юг. Поэтому при ориентации корешков зародыша на север урожайность огурцов выше, поскольку именно женские цветки формируют плоды. Подобные опыты проводились и с другими однодомными растениями (кукурузой, тыквой). Во всех случаях тенденция выявлялась та же, что и с огурцами: направление корешков зародыша к югу увеличивало число женских цветков, то есть усиливало феминизацию. Ориентация корешков зародышей на север уменьшала ее, то есть число мужских цветков увеличивалось. Специалисты говорят, что происходила маскулинизация (маскула — мужчина).
Корни растения и его надземная часть не являются независимыми друг от друга. Это естественно. Но, оказывается, связь между ними, а точнее соотношение между ними, зависит от направления магнитного поля. Это свойство называется полярностью растений. "Полярность" потому, что в двух полярных частях растения (надземной и подземном) физико-химические процессы протекают с различной активностью и приобретают различные функциональные свойства. Вопрос о зависимости свойств полярности от ориентации магнитного поля очень непростой и до конца не решен. Но, очевидно, здесь основную роль играют магнитные свойства вещества растения. Под действием различных факторов (например, электромагнитных излучений или сил гравитации) эти свойства меняются, что и определяет изменение свойств полярности растений.
Степень полярности растений специалисты выражают специальным показателем— коэффициентом полярности. Он определяется как отношение веса надземной части растений к их подземной части. Было показано, что это отношение действительно меняется при изменении ориентации семян кукурузы относительно направления магнитного поля. Оказалось, что в тех случаях, когда корешки зародышей ориентированы к югу, надземная часть растения более развита. Когда же они ориентированы к северу, то более развита подземная часть растения, то есть корневая система. Таким образом, в зависимости от ориентации в магнитном поле меняется листовая, корневая и зерновая масса растений. Отдельные исследователи считают вполне реальным использовать это свойство для повышения урожайности.
Живые системы, какими являются растения, содержат в себе биологические часы, то есть процессы в них подчиняются определенным ритмам. Таких ритмов много. Считается, что имеются ритмы, причина которых (завод) находится вне системы (это внешние ритмы), а также ритмы, причины которых находятся внутри самой системы (внутренние ритмы). Четкое деление между теми и другими ритмами провести трудно, поскольку любая живая система находится в самой тесной взаимосвязи с внешней средой, внешним миром. Она возникла и эволюционизировала как часть этой среды, и ее так называемые внутренние ритмы являются в сущности также отражением, следствием ритмов внешней среды. Но здесь анализировать всю проблему биологической ритмологии, естественно, мы не будем. Укажем только, что под влиянием магнитного поля ритмы в растениях сбиваются, приобретают другие характеристики. Многими исследователями было показано, что изменение магнитного поля Земли, которое происходит под действием солнечных бурь, вызывает и изменение ритмов функционально-динамических процессов. Причем изменяются ритмы различной длительности— годовые, сезонные, суточные.
Для того, чтобы установить те механизмы, посредством которых изменение магнитного поля может непосредственно влиять на клетки живой системы, необходимо рассмотреть как устройство самих клеток, так и принципы, на которых построено их функционирование. Более подробно удобнее рассмотреть этот вопрос позднее, когда будет проанализировано влияние космических факторов на животных. И в случае животных, и в случае растений магнитное поле оказывает влияние на внешние оболочки клеток, которые называются мембранами. Через эти оболочки осуществляется обмен веществ между клеткой и внешней средой, то есть через нее (точнее, через проходы в оболочках— мембранах) одни вещества движутся вовнутрь клетки, а другие — наружу. Свойство мембраны пропускать эти вещества называется проницаемостью клеточных мембран. Регулировка выхода из клеток и входа в нее через мембраны организована на электрическом принципе. Когда же действует, кроме того, внешнее магнитное поле, оно способно изменять условия прохождения вещества через мембрану, то есть изменять проницаемость клеточных мембран. Это приведет к изменению условий жизни клеток, а значит и всей биологической системы. Это и происходит при возмущении магнитного поля Земли, которое вызывается солнечными бурями.
Нарушение ритмики процессов внутри живых систем (растений) не однозначно и не однотипно связано с возмущенностью магнитного поля Земли. Эти связи очень даже не простые. Так, в определенные периоды продолжительностью 10—16 часов изменение ритмики связано с каким-либо одним элементом магнитного поля Земли, тогда как затем, в течение 8—14 часов, оно связано с изменениями другого элемента. Внутри биологической системы протекают различные процессы, влиять на которые можно путем изменения электрических токов внутри клеток, электромагнитных полей биологической системы, изменения биоэлектрической активности и т. д.
Можно сказать, что на сегодняшний день влияние изменения магнитного поля Земли на ритмику физиологических процессов в биосистемах доказано в многолетних экспериментах (более 15 лет). При абсолютных постоянных условиях (температура, влажность, освещенность, состав газовой среды и др.) дыхание проростков картофеля откликалось на изменение магнитного поля Земли.
Весьма эффективным в смысле влияния на рост растений является действие на них искусственными магнитными полями. Под действием искусственного магнитного поля может значительно ускориться рост растений, а также уменьшиться пораженность их плесневыми грибками. Так, с помощью магнитного поля можно увеличивать урожайность томатов, повышать скорость прироста зародышей ячменя и пшеницы, увеличивать рост корневой системы у бобов и ржи и т. д.
Ориентация семян кукурузы определенным образом (семена располагались плоской стороной к югу) относительно магнитного поля приводила к увеличению урожая кукурузы на 2 0 ц/га. Действие небольшим магнитным полем (порядка 2 0—60 эрстед) на растения в период относительно низкой ферментативной активности (то есть в первые 2—3 дня) приводит к тому, что понижается потребление кислорода, повышается содержание нуклеиновых кислот в клетках растений, увеличивается частота дыхания в стеблях и корнях.
Мы рассмотрели только некоторые аспекты прямого влияния магнитного поля на биологические системы, какими являются растения. Существенно, что после солнечной бури и с началом маг-нитосферной бури прямое воздействие космических факторов начинается сразу. На то, чтобы сформировалось опосредствованное влияние (через процессы в атмосфере, погоду, а значит через температуру и влажность), нужно определенное время. Поэтому солнечная буря может оказывать вначале прямое воздействие на биосистемы (через различные электромагнитные излучения и возмущения магнитного поля Земли и др.), а затем опосредствованное воздействие посредством изменения атмосферной циркуляции, а значит и обычных показателей погоды (температуры воздуха, его влажности и др.).