Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:О роли когерентности в сверхслабых взаимодействиях в биосистемах и биосфере. Монография.pdf
ГЛАВА 10. Структурная динамика
водной среды
как абиотический экологический фактор
Полагают, что функционирование не только живых организмов,
но и экосистем может зависеть от процессов, связанных с фазированными ансамблями молекулярных осцилляторов [Brizhik et al., 2009,
2011]. Это, в частности, придает экоситемам возможность отклика на
сверхслабый сигнал. При этом электромагнитное поле, обусловленное
упорядоченной молекулярной динамикой биосистем, предположительно может участвовать в самоорганизации экосистем [Там же].
Изложенные в настоящей работе факты и теоретические рассмотрения биологической роли упорядоченности водной среды позволяют сделать вывод о взаимосвязи и взаимовлиянии структурной
молекулярной динамики водной среды как абиотического экологического фактора и структурной молекулярной динамики биосистем, регулирующей процессы в живых организмах и экосистемах. Приведем
соответствующие обоснования.
Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что водная
среда непрерывно находится в устойчивом сильно неравновесном состоянии за счет тепловой энергии и энергии поглощаемых низкочастотных электромагнитных волн [Воейков и др., 2012]. Эта неравновесность объясняется структуризацией ансамблей молекул воды, которая приводит к понижению энтропии и разделению электрических
зарядов, ведущих к накоплеиию свободной энергии, которая может
использоваться для совершения работы, в том числе в макроскопических масштабах, осуществления химических реакций и электромагнитной эмиссии [Синицин и др., 2012; Zheng et al., 2006; Воейков и
др., 2012].
Как показано в главах 1 – 6, преобразования упорядоченности,
структуризация водной среды, паттерны ее пространственновременной молекулярной динамики, в особенности структурная динамика сетки водородных связей, индуцируемые сверхслабым электромагнитным излучением в широком диапазоне частот или другими
сверхслабыми физико-химическими воздействиями (например, эффект водных растворов биологически активных веществ в концентрациях от
1310−
до
2510−
М [Belov et al., 2004; Экология, 2008; Chasovskaya
et al., 2013; Егоров, 2013; пп. 2.1.4]), способны оказывать влияние на
191
функциональные процессы на всех уровнях (молекулярном, клеточном, организменном, популяционном), на различных этапах развития
организмов, и, следовательно, мы можем утверждать, являются абиотическим экологическим фактором.
С другой стороны, организмы могут оказать обратное влияние
на этот абиотический фактор посредством собственного сверхслабого
электромагнитного излучения или собственных сверхслабых физикохимических воздействий на структурную динамику водной среды.
Действительно, прежде всего обнаружена структуризация водной среды живыми структурами и α-аминокислотами [Синицин и др.,
2012]. При этом сама по себе структуризация водной среды способна
распространяться в пространстве на макроскопические расстояния, по
крайней мере до миллиметровых, и сохраняться в течение длительного времени, по крайней мере часов [Синицин и др., 2012; Zheng et al.,
2006; Fesenko et al., 1995].
Покажем наличие соответствующей петли обратной связи.
Пусть в результате некоторого внешнего возмущения структурная
динамика водной среды изменилась. Пусть это изменение оказало в
соответствии с вышеизложенным влияние на биосистему. Как показано в главах 2, 3, сверхслабые воздействия обусловлены триггерными механизмами, дающими значительный отклик, не связанный линейно с интенсивностью воздействия. Поэтому в биосистеме может
сформироваться достаточно значительный отклик в виде модуляции
собственного ССИ или физико-химических воздействий на водное
окружение. Химический отклик биосистемы на слабое воздействие
вполне может, очевидно, находиться в пределах или выше
1810−
-
2510−
М мнимых концентраций биологически активных веществ.Мощность
ССИ-отклика может составить, по меньшей мере,
1510−
Вт в радиовол-
новом диапазоне, поскольку вблизи клеток на радиотепловом фоне
зарегистрировано ССИ мощностью до
1510−
Вт, вообще говоря, свя-
занное с функционированием клетки [Cifra et al., 2011].
Вместе с тем установлено, что сверхслабые электромагнитные
воздействия и ряд сверхслабых физико-химических воздействий, например сверхмалые концентрации некоторых веществ до
1910−
М, мо-
гут существенно влиять на водную компоненту биосред, на перенос
электрических зарядов в ней, генерацию активных форм кислорода и
электронно-возбужденных состояний, протекание окислительновосстановительных реакций и сверхслабую собственную хемилюминесценцию, что связывают с преобразованиями структуры, структурной молекулярной динамики воды [Воейков и др., 2012]. В конечном
192
счете, этот эффект имеет биологическое значение [Там же]. Важно,
что эффект биологического действия водных растворов биологически
активных веществ в ультранизких и мнимых концентрациях (
2510−
М) наблюдается на фоне того же вещества, уже присутствующе-
1310−
–
го в биосистеме в концентрациях на несколько порядков больших
[Palmina et al., 2009]. Сверхслабое электромагнитное воздействие
также выполняет информационную роль на фоне более интенсивных
излучений соответствующих диапазонов.
С учетом изложенного выше мы можем заключить, что рассматриваемый отклик биосистемы способен внести такие вариации в
структурную динамику водной среды, что эти вариации вновь существенны для биосистемы, так что имеет место замкнутая обратная
связь. Степень выраженности этой обратной связи зависит от многих
условий, в частности от уровня метаболизма, продолжительности
взаимодействий, присутствия возмущающих факторов.
Итак, воздействуя на организмы, рассматриваемый абиотический фактор одновременно есть объект воздействия со стороны организмов.
Прямым экспериментальным доказательством рассматриваемой
взаимосвязи служит явление, обнаруженное Л. Монтенье с сотрудниками [Montagnier et al., 2009a, 2009b, 2011; п. 2.2]. Исследователям
удалось в специальных условиях высоких разведений водой фильтратов культур бактерий и вирусов (а также их экстрагированных ДНК)
зарегистрировать электромагнитное излучение (500 — 3000 Гц) инфранизкочастотного диапазона. Это излучение связано с довольно короткими фрагментами
ДНК бактерий и вирусов. Источником излучения являются предположительно некоторые наноструктуры в воде
размером от 20 до 100 нм. Обнаружено, что колебания наноструктур,
вызванные первоначально фрагментами ДНК, могут передаваться на
расстояние в чистую воду (из сосуда – в сосуд) с помощью низкочастотного излучения, так что вновь возбужденные наноструктуры генерируют то же
излучение. При этом эти водные наноструктуры могут
путем полимеразной цепной реакции индуцировать по прошествии
достаточно длительного времени синтез фрагментов ДНК, почти тождественных первоначальным, при наличии всех ингредиентов для синтеза.
Этот экспериментальный (хорошо воспроизводимый по данным
исследователей [Там же]) эффект доказывает, что биосистемы индуцируют изменения в структурной динамике водной среды – абиотическом факторе, – которые могут оказывать значительное и даже крити-
193
ческое обратное влияние на биосистемы. Здесь живые организмы меняют существенные свойства среды обитания.
Возможное объяснение [Montagnier et al., 2011] этого явления состоит в том, что наноструктуры могут быть связаны со свойством дипольных молекул воды посредством водородных связей формировать
различные ассоциации и в то же время быть связанными с двойной
спиралью ДНК. Они могут формироваться в окрестности ДНК и излучать. Присутствие наноструктур после удаления источника их формирования и их возбуждение излучением в чистой воде может быть связано с когерентными свойствами структурной динамики воды (например, когерентными водными доменами), что продлевает время жизни
структур и наделяет их уникальными свойствами. Излучающие молекулы могут быть связаны когерентным электромагнитным полем излучения. Возможно, когерентное излучение когерентных наноструктур
индуцирует распределение фазы, которое и приводит к формированию
вторичных когерентных наноструктур в чистой воде [Del Giudice et al.,
2011]. А вторичные наноструктуры участвуют в контроле динамики
биомолекул в соответствии с фазовой информацией [Там же].
Таким образом, имеет место двустороннее влияние структурной
динамики водной среды как абиотического фактора и структурной
динамики биосистем, регулирующей процессы в живых организмах и
экосистемах. Имеют место и соответствующие положительные и отрицательные обратные связи.
Мы полагаем, что данное взаимовлияние не обязано ограничиваться уровнем экосистем, но может относиться и к биосфере.
194
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Экспериментально установленные корреляции дальнего порядка, когерентные процессы в биосистемах и их окружении, в частности
квантово-когерентный перенос энергии, означают неразрывную связь
переноса энергии и информации. Это подтверждает концепцию В.П.
Казначеева, развивающую идеи В.И. Вернадского и других отечественных космистов, заключающуюся в том, что информационноэнергетические потоки составляют наиболее глубокое фундаментальное свойство живого вещества на Земле. «В свете новых экспериментальных данных необходимо выделить еще одно фундаментальное
свойство… внешней и внутренней среды живого вещества и в земных
условиях – информационное. Вероятно, это одно из фундаментальных
новых экологических свойств внешней среды…» [Казначеев и Михайлова, 1985. С. 167]. Это сравнительно новое направление в биофизике и физической экологии становится все более актуальным.
Проведенный в настоящей работе анализ взаимосвязей между
когерентными процессами в биомолекулах, корелляциями дальнего
порядка окружения и статистически упорядоченной компонентой
сверхслабого излучения показал, во-первых, возможность влияния
корреляций дальнего порядка в неоднородной структурной динамике
воды на корреляции в электронной системе хромофоров, перенос
энергии и заряда в ряде биомолекул и, во-вторых, возможность модуляции корреляциями дальнего порядка не только безылучательного,
но и излучательного переноса энергии в биосистемах с приданием
ему частично статистически упорядоченного характера, обусловливающего перенос и выделение информации на стохастическом фоне.
Коррелированная структурная молекулярная динамика и связанные с ней эффекты являются новым аспектом отношений и для функционирования экосистем. Согласно проведенному сравнительному
анализу можно предположить, что биоценоз может характеризоваться
определенными типами структурной молекулярной динамики, которые выступают как фактор существенной модуляции структурной
молекулярной динамики, характеризующей биотоп, с обратными связями. Можно предположить также, что живое вещество выступает не
только как геохимическая сила, но и как фактор модуляции структурной молекулярной динамики косного вещества в геологических масштабах и что это оказывает существенное влияние на взаимосвязь
биосферы и геосфер.
195
Проведенное исследование показало принципиальную возможность цепочки связанных триггерных мезанизмов, посредством которой слабые и сверхслабые воздействия на геосреду в результате лунно-солнечного гравитационного прилива, ряда космофизических процессов, взаимодействия геосфер или локальных искусственных процессов могут регулировать или модулировать функционирование живых организмов и экосистем на уровне динамики электронных возбуждений, в том числе и квантовые биологические процессы, например
функционирование фоторецепторов, т.е. биологические процессы,
связанные с корреляциями дальнего порядка.
Дальнейшие исследования этих качественных механизмов
должны быть связаны с построением соответствующих моделей и
теорий.
196
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Абрамов Ю.Б., Василюк Н.А., Судаков К.В. Экспериментальное
исследование дистанционного эмоционального резонанса // Вестник
новых медицинских технологий. 2005. Т. ХII. № 3-4. С. 24-25.
Адаменко В.Г., Виленская Р.Л., Голант М.Б., Кирюшина И.Н.,
Шустрова А.Я. Влияние миллиметровых волн на микрофлору воздуха
помещения // Электронная техника. Сер.1. Электроника СВЧ. 1966.
Вып. 12. С. 132-136.
Адушкин В.В., Спивак А.А. Приповерхностная геофизика: комплексные исследования литосферно-атмосферных взаимодействий в
окружающей среде // Физика Земли. 2012. № 3. С. 3-21.
Адушкин В.В., Спивак А.А., Харламов В.А. Влияние лунносолнечного прилива на вариации геофизических полей на границе
земная кора – атмосфера // Физика Земли. 2012. № 2. С. 14 — 26.
Алиева Д.О., Савин Е.И., Субботина Т.И., Яшин А.А., Яшин
С.А. Электродинамический перенос физиологических характеристик
с одного биообъекта на другой // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2011. Т. 14. № 3. С. 137-147.
Багаев С.Н., Опарин В.Н., Орлов В.А. и др. О волнах маятникового типа и методе их выделения от крупных землетрясений по записям лазерного деформографа // ФТПРПИ. 2010. № 3. С. 3 — 11.
Баскаков И.В., Воейков В.Л. Роль электронно-возбужденных состояний
в биохимических процессах // Биохимия. 1996. Т. 61. Вып. 7. С. 1169-1181.
Белова Н.А., Панчелюга В.А. Модель В.В. Леднева: теория и
эксперимент // Биофизика. 2010. Т. 55. Вып. 4. С. 750 – 766.
Бинги В. Н. Принципы электромагнитной
матлит, 2011. 592 с.
Будаговский А.В., Туровцева Н.М., Будаговский И.А. Когерентные электромагнитные поля в дистанционном межклеточном взаимодействии // Биофизика, 2001. Т. 46. Вып. 5. С. 894-900.
Будаговский А.В. О способности клеток различать когерентность оптического излучения //Квантовая электроника. 2005. Т.35.
№ 4. С. 369-374.
биофизики. М.: Физ-
Бульенков Н.А. Роль модульного дизайна в
системной самоорганизации в биосистемах // Биофизика. 2005. Т. 50.
№ 5. С. 934-958.
Бурков В.Д., Бурлаков А.Б., Перминов С.В., Капранов Ю.С., Куфаль Г.Э. Управление дистантным взаимодействием биологических
изучении процессов
197
объектов при помощи кварцевых световозвращателей // Биомедицинская радиоэлектроника. 2008. № 8-9. С. 41-48.
Бурлаков А.Б., Бурлакова О.В., Голиченков В.А. Дистантные
взаимодействия разновозрастных эмбрионов вьюна // ДАН. 1999a. Т.
368. № 4. С. 562-564.
Бурлаков А.Б., Бурлакова О.В., Голиченков В.А. Дистантная
биокоррекция в раннем эмбриональном развитии вьюна. // ДАН.
1999b. Т.369. № 5. С.692-694.
Бурлакова Е.Б. Особенности действия сверхмалых доз биологически активных веществ и физических факторов низкой интенсивности // Российский химический журнал. 1999. Т. XLIII. № 5. С. 3-11.
Бучаченко А.Л. Новая изотопия в химии и биохимии. М.: Наука,
2007. 189 c.
Владимиров Ю.А. Сверхслабые свечения при биохимических
реакциях. М.: Наука, 1966.
Владимиров Ю.А., Осипов А.Н., Клебанов Г.И. Фотобиологические основы терапевтического применения лазерного облучения. Обзор // Биохимия. 2004. Т. 69. № 1. С. 103-113.
Владимиров Ю.А., Проскурина Е.В. Свободные радикалы и клеточная хемилюминесценция // Успехи биологической химии. 2009.
Т.49. С. 341-388.
Владимирский Б. М. Работы А. Л. Чижевского по солнечноземным связям: гелиобиология в канун ХХI века - итоги, проблемы,
перспективы // Биофизика. 1998. Т. 43. Вып. 4. С. 566 – 570.
Владимирский Б.М. Солнечная активность и общественная
жизнь. Космическая историометрия: от первых российских космистов
до наших дней. М.: Книжный дом «Либроком», 2013. 192 с.
Воейков В.Л., Виленская Н.Д., До Минь Ха и др. Устойчиво неравновесное состояние бикарбонатных водных систем // Журн. физ.
хим. 2012. Т. 86. № 9. С. 1518 – 1527.
Гаврилов В.А., Богомолов Л.М., Закупин А.С. Сравнение результатов скважинных геоакустических измерений с данными лабораторных и натурных экспериментов по электромагнитному воздействию на горные породы // Физика Земли. 2011. № 11. С. 63 — 74.
Галль Л.Н., Галль Н.Р. Механизм межмолекулярной передачи
энергии и восприятия сверхслабых взаимодействий химическими и
биологическими системами // Биофизика. 2009. Т. 54. Вып. 3. С. 563
— 574.
Гохберг М.Б., Шалимов С.Л. Воздействие землетрясений и
взрывов на ионосферу. М.: Наука, 2008. 295 с.
198
Гуменюк В.А., Дудник Е.Н., Коробейникова И.И., Судаков К.В.
Дистанционный эмоциональный резонанс при действии на человека
эмоционально переживаемой музыки // Вестник новых медицинских
технологий. 2007. Т. XIV. № 1. С. 191-193.
Гурвич А. Г. Митогенетическое излучение. М., 1945.
Давыдов А.С. Солитоны в молекулярных системах. Киев: Наукова думка, 1984. 288 с.
Даровских С.Н., Рассохин А.Г., Кузнецов М.Е. Управляющая
роль в живой природе реликтового излучения центра Вселенной //
Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. 2005. № 6. С. 40-45.
Девятков Н.Д., Голант М.Б., Бецкий О.В. Миллиметровые волны
и их роль в жизнедеятельности. М.: Радио и связь, 1991. 168 с.
Дроздов А.В., Нагорская Т.Н., Масюкевич С.В., Горшков Э.С.
Квантово-механические аспекты эффектов слабых магнитных полей на
биологические объекты // Биофизика. 2010. Т. 55. Вып. 4. С. 740 – 749.
Егоров В.В. Биология малых доз и слабых воздействий. М.:
ФГБОУ ВПО МГАВМиБ, 2013. 457 с.
Емец А.И., Красиленко Ю.А., Шеремет Я.А., Блюм Я.Б. Реорганизация микротрубочек как ответ на реализацию сигнальных каскадов оксида азота (II) в растительной клетке // Цитология и генетика.
2009. № 1-2. С. 3 – 10.
Журавлев А.И. Квантовая биофизика животных и человека. М.:
Бином, Лаборатория знаний, 2011. 400 с.
Закржевская Н.А., Соболев Г.А. О возможном влиянии магнитных бурь на сейсмичность // Физика Земли. 2002. № 4. С.3 — 15.
Захаров С.Д. О возможном фундаментальном единстве магнитобиологических «резонансов» // Биофизика. 2010. Т. 55. Вып. 4. С. 626
– 630.
Заxаpов C.Д. Вода: наноструктура и флуктуации // Биофизика.
2012. Т. 57. № 6. С. 1041-1053.
Захватаев В.Е., Хлебопрос Р.Г. Электрострикционная неустойчивость Курештоха – Медведева как возможный механизм инициации
фазовых переходов, доменов и пор в липидных мембранах и воздействия КВЧ-излучения на клетку // Биофизика. 2012. Т. 57. Вып. 1. С.
75 — 82.
Захватаев В.Е. О триггерных воздействиях на геосреду как возможном регуляторе нелинейных геофизических процессов // Инженерная экология. 2014. № 3. С. 54 – 61.
Иванов Д.В., Ленников Р.В., Морозов В.Н., Савин Е.И., Субботина
Т.И., Хадарцев А.А., Яшин А.А. Эффект донор-акцепторного переноса
199
проходящим электромагнитным излучением сано- и патогенных характеристик биообъекта и создание новых медицинских технологий // Вестник новых медицинских технологий. 2010. Т. XVII. № 2. С. 10-16.
Казеев Г.В. Функциональная энергоинформационная система
организма животных // Ветеринарная патология. 2003. № 4. С. 97-110
Казначеев В.П. и др. // Бюллетень экспериментальной и биологической медицины. 1979. Т. 87. № 5. С. 468-471.
Казначеев В.П. и др. // Бюллетень экспериментальной и биологической медицины. 1980. Т. 89. № 3. С. 337-339.
Казначеев В.П., Михайлова Л.П. Сверхслабые излучения в межклеточных взаимодействиях. Новосибирск: Наука, 1981. 144 с.
Казначеев В.П., Михайлова Л.П. Биоинформационная функция
естественных электромагнитных полей. Новосибирск: Наука, 1985.
182 с.
Кольтовер В.К., Шевченко У.Г., Авдеева Л.В. и др. Магнитноизотопный эффект магния в живой клетке // ДАН. 2012. Т. 442. № 2.
С. 272 – 274.
Красиленко Ю. А., Емец А. И., Блюм Я. Б. Функциональная роль
оксида азота у растений // Физиология растений. 2010. Т.57. № 4.
С. 483-494.
Крицкий М.С., Телегина Т.А., Вечтомова Ю.Л., Колесников
М.П., Людникова Т.А., Голуб О.А. Фотовозбужденные молекулы
флавиновых и птериновых коферментов в эволюции. Обзор // Биохимия. 2010. Т. 75. № 10. С. 1348-1366.
Кузин А.М. Ведущие механизмы радиационного гормезиса //
Радиобиология. Серия биологическая. 1993. № 6. С. 824 – 832.
Кузин А.М., Суркенова Г.М. Обнаружение вторичного, биологически активного излучения растительных структур после их γ-
облучения в малых дозах // ДАН. 1994. Т. 337. № 4. С. 535 – 537.
Кузин А.М., Суркенова Г.М., Ревин А.Ф Вторичное биогенное
излучение биологических структур после их γ-облучения в малой до-
зе // Биофизика. 1995. Т. 40. Вып. 6. С. 1358 – 1359.
Кузин А.М. Электромагнитная информация в явлении жизни //
Известия РАН. Серия биологическая. 1997a. № 2. С. 154 – 157.
Кузин А.М. Природная атомная радиация и явление жизни Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 1997b. Т. 123. N 4.
С. 364 - 366.
Кузин А.М., Суркенова Г.М., Заичкина С.И. и др. О возможном
участии вторичных биогенных излучений в явлении «адаптивного ответа» // ДАН. 1998. Т. 358. № 1. С. 122 – 124.
200