Онтогенез пчел в гипогеомагнитном поле на стадии печатного расплода

Многочисленные исследования подтверждают взаимосвязь жизнедеятельности живого организма и вариаций магнитного поля Земли. Именно по параметрам жизнедеятельности и поведению отдельных особей и популяций наблюдают различные биологические эффекты. Эксперименты, как правило, состоят в наблюдении связи между характеристиками внешнего магнитного поля и вызванными им биологическими откликами.

Промежуточные уровни организации живой системы: биофизический, биохимический и физиологический оказываются за рамками эксперимента, но при этом сильно влияют на его результаты.

Причинно-следственную связь биологических эффектов слабых магнитных полей проследить очень сложно, так как она затрагивает глубинные слои организации биосистемы. Исследованием данных реакций и выяснением механизмов действия слабых магнитных полей занимается современная наука магнитобиология.

Интерес к вопросу биологического действия слабых магнитных полей в настоящее время интенсивно возрастает. Обусловлен он, прежде всего, экологическими причинами: нагрузка от электромагнитного загрязнения на окружающую среду достигла предельного уровня. Кроме того, четкого понимания физико-химических механизмов биологического действия слабых магнитных полей естественного и искусственного происхождения.

На основании ранее полученных экспериментальных данных можно предположить, что в основе физического воздействия магнитного поля на объект лежит его взаимодействие с кристаллами магнетита-биогенного железосодержащего соединения, обладающего свойствами феррита (Ломаев, Бондарева, 2004; Ломаев, Бондарева, 2012). Механизм биосинтеза магнетита, его свойства и функционирование в организме остаются малоизученными. Кристаллы магнетита обнаружены далеко не у всех таксономических групп. Поэтому важно провести исследования по обнаружению механизма трансформации магнитного поля в отклик биологической системы.

Цель данной работы – изучение влияния ослабленного магнитного поля Земли на онтогенез пчел Apis Mellifera L. на стадии от предкуколки до имаго (стадия печатного расплода).

Однородное магнитное поле, ослабленное в 4 раза относительно поля Земли, создавалось парой квадратных катушек Гельмгольца с малой площадью сечения витков (W = 50) и размером стороны квадрата 800 мм.

Для осуществления процесса инкубации использовался бытовой инкубатор ИБ2НБ, работающий по стандартному режиму. Согласно методике, катушка Гельмгольца расположена в плоскости по направлению Север-Юг под углом 730, что позволяет скомпенсировать вертикальную и горизонтальную составляющие вектора напряженности магнитного поля Земли. Данное расположение катушки Гельмгольца позволяет обеспечить следующие возможности: создание магнитного поля большой однородности с использованием всего одной пары катушек, обеспечение свободного доступа к инкубатору.

Постановка эксперимента включала наличие контрольной и опытной групп наблюдения. Инкубатор с контрольной группой располагался в естественном магнитном поле Земли, инкубатор с опытной – в гипогеомагнитном, созданном катушкой Гельмгольца. Остальные параметры и условия проведения опыта были идентичными.

Поддержание микроклимата в инкубаторах осуществлялось за счет оригинальных нагревателей, создающих равномерный нагрев во всем рабочем объеме. Так, влажность воздуха поддерживалась на уровне 87-93%, а температура колебалась от 35 до 370С.

В качестве биообъекта был выбран разновозрастной печатный расплод семейства пчел вида Apis Melifera L. Для проведения эксперимента был взят расплод с двух рамок, каждый из которых в последующем был разделен на две части. Одна часть помещалась в контрольный инкубатор, другая – в опытный. Рамка, в которую фиксировался расплод, имела размер 150 х 200 мм (рис.).

Рис. Внешний вид печатного расплода

• В процессе эксперимента регистрировались следующие параметры:
• Количество пчел на стадии имаго (ежедневно).
• Количество запечатанных ячеек (на первый и тринадцатый (заключительный) день эксперимента).

Количественный анализ полученных результатов показал равномерную динамику выхода пчел из ячеек в контрольной группе. В опытной группе количество молодых пчел, вылупившихся после шестых суток от момента закладки эксперимента, в два раза меньше, чем в предыдущие дни. В связи с этим, количество запечатанных ячеек (не вышедших пчел) на последний день эксперимента в опытной группе в два раза превышает количество запечатанных ячеек в контроле.

Морфологический анализ молодых пчел опытной группы характеризуется более темной окраской тельца, что обусловлено практически полным отсутствием волосяного покрова, а также более агрессивным по сравнению с контролем поведением.

Анализ особей, оставшихся в нераспечатанных ячейках, показал динамику угнетения на разных стадиях онтогенеза (от 11 до 20 дня развития предкуколки).

По итогам полученных результатов можно предположить, что гипогеомагнитное поле увеличивает возможность появления нарушений на стадии онтогенеза от предкуколки до имаго. Уровень магнитного поля Земли является значимым экологическим фактором жизнедеятельности пчелы (Ломаев и др., 2011).

Благодарность. Автор благодарит профессора Г.В. Ломаева за научные консультации, организационную помощь и представленную возможность проведения экспериментов в руководимой им лаборатории.

Литература

• Ломаев Г.В., Бондарева Н.В. Магнитные параметры пчел Apis mellifera L., полученные СКВИД-магнитометрией. Биофизика. Т.49. Вып. 6. 2004. С. 1118-1119
• Ломаев Г.В., Козловская Н.В., Емельянова М.С., Камалова Ю.Б. Учебно-исследовательская лаборатория электромагнитной экологии // Сборник статей IX Международного симпозиума по электромагнитной совместимости и электромагнитной экологии. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2011. С. 606-609
• Ломаев Г.В., Бондарева Н.В. Динамика железа в онтогенезе пчел Apis mellifera L. в условиях изменения величины геомагнитного поля в вариации концентрации элемента в корме. Магнитные явления: сб. статей / под ред. проф. Г.В. Ломаева. Вып. 4. Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2012. С. 62-63

Источник:

Материалы Международной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы сохранения генофонда медоносных пчел в современных условиях», посвященной 145-летию со дня рождения М.А. Дернова и состоявшейся в марте 2014 года в г. Кирове.

М.С. Емельянова

Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова, г. Ижевск, Удмуртская Республика, Россия