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 неравно- весность объясняется структуризацией ансамблей молекул воды, которая приводит к понижению энтропии и разделению электрических зарядов, ведущих к накоплению 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 пространственно- временной 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 1(Г13 до 1(Г25 М [Belov et al., 2004; Экология, 2008; Chasovskaya et al., 2013; Егоров, 2013; пп. 2.1.4]), способны оказывать влияние на 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 а -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 1(Г18 -КГ25 М мнимых концентраций биологически активных веществ.Мощность ССИ-отклика может составить, по меньшей мере, 1(Г15 Вт в радиовол- новом диапазоне, поскольку вблизи клеток на радиотепловом фоне зарегистрировано ССИ мощностью до кг15 Вт, вообще говоря, связанное 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 1(Г19 М, могут 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 счете, этот эффект имеет биологическое значение [Там же]. Важно, что эффект биологического действия водных растворов биологически активных веществ в ультранизких и мнимых концентрациях (КГ13 - КГ25 М) наблюдается на фоне того же вещества, уже присутствующего 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., 2009а, 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) ин- франизкочастотного 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 критическое 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.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >