Гелиобиолог
Материал команды id005 ББА - творческий тур ДОО по Биологии 2007 "Незнакомая биология"
Гелиобиолог– специалист, изучающий влияние различной активности Солнца на живые организмы.
Гелиобиология(от греч. helios — Солнце и биология), раздел биофизики, изучающий влияние изменений активности Солнца на земные организмы. Колебания солнечной активности, сопровождающиеся периодическим увеличением количества пятен и хромосферными вспышками (цикл в среднем 11 лет), ведут к изменению интенсивности рентгеновского, ультрафиолетового и радиоизлучения Солнца, а также испускаемых им потоков корпускулярных частиц. Циклические колебания солнечного излучения отражаются на жизнедеятельности земных организмов. Так, установлено влияние изменений солнечной активности на рост годичных слоев деревьев и урожайность зерновых, размножение и миграцию насекомых, рыб и др. животных, на возникновение и обострение ряда заболеваний у человека и животных. Основоположник геобиологии — советский физик А. Л. Чижевский (его первая работа в этой области вышла в 1915).
История
Мысль о связи жизни на Земле с космическими явлениями восходит к глубочайшей древности, но только в начале ХХ вв. эта идея стала обретать очертания самостоятельного научного направления — гелиобиологии.Еще много лет назад были сделаны попытки установить зависимость между геологическими свойствами местности и психическими свойствами населяющих её людей. Одна из таких попыток, надо заметить малоубедительная, принадлежит Ломброзо и Ласки. На связь между колебаниями активности Солнца и многими проявлениями жизнедеятельности у обитателей Земли указывал шведский учёный С. Аррениус и др. Крупные исследования по геобиологии выполнены советскими учёными.
Исследования по геобиологии:
1)изучение корреляции изменений определённого биологического показателя с колебаниями активности Солнца; 2) испытания на различных биологических объектах действия условий, моделирующих отдельные факторы солнечной активности. Развитие второго направления только начинается — первая лаборатория по Г. организована в СССР в 1968 (Иркутск). Г. тесно связана с др. отраслями биологии, с медициной, космической биологией, астрономией и физикой. Основные задачи, стоящие перед Г., — выяснить, какие факторы активности Солнца влияют на живые организмы и каковы характер и механизмы этих влияний. Прогнозы резких колебаний солнечной активности (в частности, хромосферных вспышек) должны будут учитываться не только в космической биологии и медицине, но и в практике здравоохранения, в сельском хозяйстве и др. отраслях науки и народного хозяйства. Тривиальная мысль, что жизнь на Земле порождена и поддерживается Солнцем, - это было понятно людям испокон веков. Но вот то, что все многообразие ее на всех уровнях самоорганизации высших форм материи послушно закономерной и капризной динамике сложнейших физических процессов на поверхности и в недрах могучего светила, вошло в науку благодаря А.Л.Чижевскому, его плодотворным исследованиям и энергичной пропаганде вытекающих из них выводов. А. Л. Чижевский установил связь возникновения эпидемий и эпизоотий, обострений нервных и психических заболеваний и ряда др. биологических явлений с изменениями солнечной активности. Врач С. Т. Вельховер показал изменения окрашиваемости и болезнетворности некоторых микроорганизмов при солнечных вспышках. Энтомолог Н. С. Щербиновский наблюдал, что периодичность налётов саранчи соответствует ритму Солнца (т. е. повторяется каждые 11 лет). Гематолог Н. А. Шульц установил влияние перепадов активности Солнца на число лейкоцитов в крови человека и относительный лимфоцитоз. Итальянский физико-химик Дж. Пиккарди обнаружил влияние различных физических факторов, и в частности изменений активности Солнца, на состояние коллоидных растворов. Японский гематолог М. Таката разработал пробу на осаждение белков крови, чувствительную к изменениям активности Солнца. Врач М. Фор (Франция) и др. показали, что учащение внезапных смертей и обострений хронических заболеваний связано с повышением солнечной активности; Фор организовал первую в мире «медицинскую службу Солнца». Научные дерзания и достижения А.Л. Чижевского уместно сравнить с подвигом Николая Коперника. Подобно тому, узревшему действительное движение Земли в Космосе, он в свою очередь установил, что все земное пульсирует в ритме Солнца, что все субстанциальные процессы в ее взаимодействующих друг с другом оболочках развиваются в согласии с ним. А. Л. Чижевский довершил ломку геоцентризма в его последнем прибежище – в науке о жизни. Тем самым осуществил логическое завершение процесса, начатого четыре с лишним столетия назад фромборкским каноником. Отныне гелиоцентризм, прочно утвердившийся в науках о Земле и небе, решительно вступил в биологию и медицину. Но хотя к настоящему времени число гелиобиологических работ составляет десятки тысяч, это направление до сих пор не получило официального признания, а гелиобиологи до сих пор представляют собой неформальное сообщество биологов, физиков, химиков, математиков, астрономов, медиков, зоологов, микробиологов и т. д., изучающих связи Солнце — биосфера чаще всего в порядке личной инициативы. По-видимому, настала пора объективно проанализировать причины, побуждающие научные круги игнорировать гелиобиологию, а самих гелиобиологов упорно продолжать поиски, невзирая на скептическое и порой даже враждебное общественное мнения. Может показаться странным, но главная задача гелиобиологии до сих пор достаточно не определена даже самими гелиобиологами. Дело в том, что обнаруженные корреляции между вариациями солнечной активности и процессами жизнедеятельности сами по себе еще не могут служить достаточным основанием для формирования общепризнанного научного направления. Вопрос следует поставить так: что кроется за этими корреляциями — какие-либо тривиальные эффекты (например, влияние погодно-климатических условий) или же неизвестное явление природы? Естественно, что в первом случае дальнейшее изучение феномена не представляет самостоятельного интереса, и поэтому подавляющее большинство гелио биологов считает, что в основе связей Солнце – биосфера лежит совершенно неординарный эффект, который заключается в воздействии какого-то чрезвычайно слабого физического фактора космического происхождения на процессы, протекающие в живых организмах. Главная задача гелиобиологии заключается либо в том, чтобы выявить какие-то еще неизвестные особенности слабых природных электромагнитных полей, повышающие их биологическую эффективность, либо в том, чтобы обнаружить какие-то особенности живых организмов, принципиально отличающие их от объектов неживой природы, при их взаимодействии с электромагнитными поля ми природного происхождения. Объектами классических гелиобиологических наблюдений служит, с одной стороны, система «Солнце — межпланетная среда — Земля, а с другой — популяции, отдельные организмы, органы, ткани, клетки, органеллы и биохимические системы in vivо. Все чаще используемые в последнее время для этих целей биохимические системы in vitro и простейшие физико-химические, химические и физические системы мы не будем рассматривать, поскольку анализ происходящих в них явлений требует самостоятельного подхода. Термином «солнечная активность» обозначают комплекс упорядоченных явлений, происходящих в сравнительно больших областях атмосферы Солнца и нарушающих ее однородность. Различные медико-биологические показатели, используемые для характеристики функционального состояния живых организмов, их систем или подсистем, также представляют собой некие условные величины, позволяющие делать лишь сравнительные оценки, но не имеющие прямого физического смысла. Иногда состояние биологических объектов оценивается лишь на качественном уровне — скажем, при гистологических исследованиях. В основе гелиобиологических наблюдений лежат результаты измерения каких-либо физико-химических характеристик живых организмов (например, активности ферментов, концентрации метаболитов и т. д.). Ведь они отражают результат воздействия факторов окружающей среды на весь организм в целом и не имеют такого же однозначного смысла, как, скажем, скорость обычной химической реакции, представленная в виде функции температуры или концентрации реагентов. Использование живых организмов в качестве физических объектов чрезвычайно затрудняет не только принципиальная условность любых медико-биологических показателей, но и то, что любой, даже самый примитивный организм, обладает свойством, которое можно назвать биофизической индивидуальностью, в то время как физика привыкла иметь дело либо с совершенно неразличимыми объектами, либо с объектами, различимыми по ограниченному числу строго контролируемых признаков. Главный (и фактически единственный) метод гелиобиологических исследований заключается в систематической регистрации по стандартным методикам тех или иных медико-биологических показателей и в сравнении получаемых временных рядов либо друг с другом (если наблюдения проводились синхронно, с использованием двух независимых групп однотипных объектов), либо с синхронными рядами гелиогеофизических данных.
Результаты наблюдений
Из наблюдений за минувшие десятилетия гелиобиология получила следующие результаты принципиального характера. Во-первых, связи Солнце биосфера реализует солнечный ветер, ибо изменения в биосфере обычно наступают спустя 4—5 суток после соответствующих изменений солнечной активности. Во-вторых, изменения в биосфере заметно коррелируют с Аp-индексами геомагнитной возмущенности. В-третьих, выявлена связь между изменениями медико-биологических показателей и пересечением Землей секторных границ межпланетного магнитного поля, причем обычно характер наблюдаемых зависимостей оказывается различным для границ «+»/«-» и «-»/«+». В - четвертых, результаты синхронных опытов, выполнявшихся на протяжении длительного времени даже в противоположных полушариях Земли, подтверждают глобальный характер гелиобиологического эффекта и его независимость от погодно-климатических факторов. Однако все попытки обнаружить конкретный космофизический фактор, ответственный за связи Солнце — биосфера, путем поиска более тесных корреляций до сих пор не увенчались успехом. Более того, наблюдаемые корреляции оказываются не только низкими (обычно коэффициент корреляции r не превышает 0,3—0,5), но и не воспроизводимыми в обычном смысле этого слова: порой они возникают и становятся значительными, порой почти исчезают и даже меняют знак, в результате чего само их существование оценивается на интуитивном уровне.
Выдающиеся гелиобиологи:
В. Е. Жвирблис, А. Л. Чижевский, В.И.Вернадский, К.Э.Циолковский, Юрий Рябинин, И. Н. Семенов, Энгельгардт Вадим Платонович.
Получить специальность можно в высших учебных заведениях, на факультете астро - биологии.
