Главная / Наука о пчелах / Влияние магнитных полей

Влияние постоянных магнитных полей на физиологическое состояние пчел

В последние годы большое внимание уделяется изучению биологических эффектов магнитных полей. Исследования показали, что некоторые организмы обладают очень высокой магниточувствительностью, и изменение различных характеристик естественного магнитного поля существенно отражается на их жизнедеятельности. Эффекты проявляются на всех уровнях: меняется активность ряда ферментов и обмен веществ, нарушаются процессы роста и деления клеток, появляются аномалии развития и этологические реакции особей. Влияние магнитных полей на организм носит сложный характер, который зависит от характеристик поля, от длительности экспозиции и прочих условий эксперимента. Поэтому полученные сведения разнообразны и зачастую противоречивы, а многие аспекты влияния магнитных полей до сих пор не освещены и нуждаются в изучении.

Удобным объектом исследования является медоносная пчела. Обнаруженная у пчел высокая магниточувствительность, особенности образа жизни, доступность этих животных позволяет широко использовать их в магнитобиологических экспериментах. Такие исследования имеют как теоретическое, так и практическое значение в экологии и сельском хозяйстве, так как позволяют разработать на их основе рекомендации по оптимальному содержанию пчел, предотвращающее отрицательное воздействие полей техногенного происхождения.

Целью данной работы было исследование жизнедеятельности пчел при длительной экспозиции в условиях постоянных магнитных полей. Изучались морфогенез и активность ферментов пчел (каталазы ректальных желез, химозина средней кишки, инвертазы глоточных желез), определяющих зимостойкость, устойчивость к нозематозу и медопродуктивность; проводилось наблюдение за поведением пчел (летной активностью, агрессивностью).

Исследования проводились на базе экспериментальной пасеки ИжГТУ В работе использовались пчелиные семьи среднерусской породы, одинаковой численности и возрастного состава, подготовленные на племенной пасеке (г. Пермь). Магнитные поля внутри ульев создавались с помощью катушек Гельмгольца (рис. 1). Напряженность поля внутри катушек контролировалась портативным магнитометром ИГМП-3МБ.

Семья № 1 развивалась в естественных условиях (контроль). Семьи №№ 2, 3, 4 на протяжении двух месяцев (с июля по август) содержались в условиях искусственных постоянных магнитных полей: напряженность поля внутри улья превышала естественный фон в 2,7, 15 раз соответственно; направление совпадало с вектором геомагнитного поля. Семья № 5 содержалась в условиях гипогеомагнитного поля (магнитное поле Земли было скомпенсировано с точностью до 10%).

Экспериментальные улья на пасеке

Рис. 1. Экспериментальные улья на пасеке ИжГТУ

Отбор пчел до и после эксперимента, а также определение активности ферментов проводились по М.В. Жеребкину [1-3]. Результаты исследований показали, что длительное пребывание пчел в условиях искаженного геомагнитного поля отражается на активности ферментов, а, в конечном счете, - на состоянии пчелосемей. Например, активность каталазы ректальных желез напрямую связана с зимостойкостью пчел. В результате многочисленных определений активности фермента установлено, что у южных слабозимостойких пчел она приблизительно в два раза меньше, чем у более зимостойких среднерусских [1].

Активность каталазы ректальных желез (рис.2 на стр. 22) у пчел опытных групп имеет тенденцию к снижению. Особенно заметны эти сдвиги при содержании пчел в условиях 15-кратного усиления поля (семья № 4). Подобные изменения приводят к снижению зимостойкости пчел, что косвенно подтверждено нашими предыдущими наблюдениями: все пчелиные семьи, содержавшиеся в течение 3 месяцев в условиях искусственных постоянных магнитных полей, погибли в зимний период. В контроле (семья № 1) активность фермента не снижается. Активность химозина, участвующего в формировании перитрофической оболочки средней кишки и отвечающего за устойчивость пчел к нозематозу, также изменяется в условиях длительного воздействия магнитных полей (рис. 3 на стр. 22).

Активность каталазы

Рис.2. Активность каталазы (мл. О2 за 5 мин., в пересчете на 1 пчелу; n=20)

Активность химозина

Рис.3. Активность химозина (скорость створаживания казеина, с-1; n=20)

Характер и степень изменений зависит от напряженности магнитного поля. В естественных условиях активность фермента в период с июня по август увеличивается более чем в 2,5 раз (семья № 1). Эта динамика сохраняется в условиях двукратного усиления поля Земли (семья № 2), но активность фермента возрастает только в 1,6 раза, в более сильных полях (семьи №№ 3 и 4) его активность уменьшается. Активность инвертазы (фермента, отвечающего за переработку нектара в мед), наоборот, возрастает в условиях постоянных магнитных полей (рис. 4). Это приводит к повышению способности семьи использовать взяток (медо- продуктивности). Причем выраженность эффекта прямо пропорциональна напряженности поля: наибольшие изменения отмечены при 15-кратном усилении геомагнитного поля (семья № 4).

Активность интерфазы

Рис.4. Активность интерфазы (мг глюкозы в пересчете на 1 пчелу; n=20)

Таким образом, при содержании пчел в условиях магнитных полей (напряженностью в 2-15 раз выше геомагнитного) активность каталазы ректальных желез и химозина средней кишки угнетается, что отрицательно сказывается на зимостойкости пчел и устойчивости к нозематозу. Наряду с этим наблюдается увеличение активности инвертазы и повышение способности к переработке нектара.

Литература

  • Методика прогнозирования зимостойкости пчелиных семей по активности каталазы ректальных желез. Инф. листок № 159 (319). - НИИ пчеловодства, г. Рыбное, 1970.
  • Способ прогнозирования устойчивости пчел к заболеванию нозематозом. Инф. листок № 196-74. - НИИ пчеловодства, г. Рыбное, 1970.
  • Физиологический контроль за степенью подготовленности пчел к медосбору. Инф. листок № 180 (340). - НИИ пчеловодства, г. Рыбное, 1970.

Г.В. Ломаев, Н.В. Бондарева, Е.А. Байкова* Ижевский государственный технический университет *Удмуртский государственный университет