Изменчивость активности гидробионтов в условиях геомагнитных возмущений

Степанюк И. А., Баландина Н. Л. (Lvovna@NB11134.spb.edu)

Российский Государственный Гидрометеорологический Университет

Исследования последних лет доказывают наличие геомагнитного фактора экологии и его влияние на активность гидробионтов. При этом роль этого фактора сравнима с ролью таких общепринятых факторов как температура, соленость, освещенность и другие. Однако исследования в этой области практически не проводятся. Тем самым, вызывает особый интерес изучение влияния геомагнитных возмущений на поведенческую и пищевую активность гидробионтов.

Теоретические представления. Геомагнитные возмущения, источник которых связан с процессами, происходящими в ионосфере и магнитосфере в результате влияния солнечной активности, проникают в океан на значительные глубины и таким образом отражаются на процессах, протекающих в живых организмах. Косвенным доказательством такого влияния является значимый коэффициент корреляции между годовыми уловами сельди и планетарным индексом геомагнитной активности.

Кроме этого, по имеющимся данным гидробионтами учитывается собственное электромагнитное поле Земли. Известно, что в зонах циклонической деятельности в атмосфере генерируются электромагнитные колебания широкого частотного спектра /1/. Однако, на значительном удалении от этих эон экспериментально доказано наличие преимущественно КНЧ-составляющей этих полей /1/. При движении циклона возбуждаются электромагнитные поля не только в атмосфере, но и в почве и воде. Исходя из этого факта, возникла гипотеза о возможном воздействии индуцированных циклоном электрических токов в воде на электрочувствительных гидробионтов и о возможности получения ими информации об изменчивости геомагнитного состояния окружающей среды и о приближении опасных явлений, например, штормов. Для подтверждения этой гипотезы проводились эксперименты на баренцевоморских звездчатых скатах. Опыты показали, что скаты стремятся покинуть зону воздействия /2/.

Все больший интерес вызывает выяснение влияния различных факторов внешней среды на функциональные системы морских организмов. У рыб внешние воздействия, передаваясь через нервную систему, отражаются на работе главных вегетативных систем. Ряд исследований /3/ показали, что происходят изменения в моторике желудка в зависимости от частоты и интенсивности электрического воздействия.

В соответствии с этими представлениями нами проводились лабораторные опыты по изучению поведенческой и пищевой активностью гидробионтов в условиях геомагнитных возмущений.

Материал и методики. Для исследований был выбран экспериментально-физический метод, состоящий в определении численных значений поведенческой активности (ПА) в моделируемых и надежно контролируемых лабораторных условиях и поиск статистических связей этой активности с интенсивностью геомагнитных возмущений. В качестве биологического объекта в лабораторных экспериментах были выбраны карповые рыбы как весьма распространенный и доступный элемент биоты, а также в связи с преемственностью исследований, проводимых в течение последних лет кафедрой океанологии РГГМУ. Также исследования проводились с треской и форелью.

Для малых стай (до пяти - шести особей) карповых рыб в данной работе разработана и опробована методика определение числовых показателей активности путем регистрации через фиксированные интервалы времени расположения рыб по выделенным секциям экспериментального бассейна.

Наши эксперименты с карповыми рыбами проводились в продольном бассейне длиной 186 см, разделенном внешними отметками на 4 равные части. В аквариуме находилась стая из 6 рыб. Эксперименты начинались через 20-30 минут после помещения рыб в бассейн, для их адаптации. Длительность каждого эксперимента составляла 6 часов. Значения ПА определялись как изменения расположения рыб за интервал 15 сек. с дискретностью 1 мин. Затем производился расчет ПА.

Полученные ряды ПА обрабатывались в статистическом пакете MESOSAUR. Анализировались графики ПА, периодограммы и функции спектральной плотности ПА. Также оценивались все основные моменты распределения ПА.

Результаты и анализ. Были проведены ряд опытов при различных геомагнитных условиях. Наиболее показательные результаты получились во время опыта 22.10.98. На первом этапе (с 10.20 до, примерно, 13 часов) наблюдалась спокойная геомагнитной обстановка (с вариациями магнитного поля не более 40 нТл), затем произошел переход на второй этап - магнитной буре до 5-6 баллов (вариации магнитного поля до 200 нТл).

ПА рыб в нормальных условиях (1-197 мин) и при геомагнитных возмущениях (196-360 мин) 22.10.98

Рис.1

Для спектрального анализа ряд был разделен на два участка, на одном при спокойной геомагнитной обстановке, на другом - во время бури.

Функция спектральной плотности ряда 22.10.98