สตานิสลาฟ นิโคลาวิช สลาวิน

พืชมีความลับหรือไม่?

เริ่มต้นงานนี้ด้วยคำพูดจากหนังสือ "Grass" ของ Vladimir Soloukhin ผู้รับใช้ผู้ต่ำต้อยของคุณบรรลุเป้าหมายอย่างน้อยสองประการ ประการแรก ซ่อนอยู่เบื้องหลังความคิดเห็นของนักเขียนร้อยแก้วชื่อดัง: “พวกเขาบอกว่าฉันไม่ใช่คนเดียวที่เป็นมือสมัครเล่นที่ทำธุรกิจผิด” ประการที่สองเพื่อเตือนคุณอีกครั้งถึงการมีอยู่ของหนังสือดีๆ ซึ่งในความคิดของฉันผู้เขียนยังทำงานไม่เสร็จ อย่างไรก็ตาม บางทีอาจจะไม่ใช่ความผิดของคุณเองก็ได้

ตามข่าวลือที่มาถึงฉัน การตีพิมพ์แต่ละบทของหนังสือเล่มนี้ในปี 1972 ในวารสาร Science and Life ที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวาง ทำให้เกิดเรื่องอื้อฉาวในบางแวดวงบนจัตุรัสเก่าจนบรรณาธิการถูกบังคับให้หยุดการตีพิมพ์ คำตัดสินที่แสดงโดย Soloukhin เกี่ยวกับพืชไม่สอดคล้องกับคำสอนของ Michurin ที่เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไปในเวลานั้น ซึ่งเป็นวิทยานิพนธ์หลักที่คนรุ่นเก่าและรุ่นกลางอาจจำได้จนถึงทุกวันนี้: “ ไม่มีประโยชน์ที่จะคาดหวังความโปรดปรานจากธรรมชาติ.. ”

บัดนี้ ดูเหมือนไม่ได้ตั้งใจเลยที่เราถูกบังคับให้หันหน้าเข้าหาธรรมชาติอีกครั้ง โดยตระหนักว่ามนุษย์ไม่ได้เป็นเพียงสะดือของโลก ราชาแห่งธรรมชาติ แต่เป็นเพียงหนึ่งในการสร้างสรรค์ของเธอ และถ้าเขาต้องการเอาชีวิตรอด อยู่ร่วมกับธรรมชาติ และต่อไป เขาก็ต้องเรียนรู้ที่จะเข้าใจภาษาของมันและปฏิบัติตามกฎของมัน

และปรากฎว่าเราไม่รู้มากนักเกี่ยวกับชีวิตของสัตว์ นก แมลง และแม้แต่พืชที่อยู่ข้างๆ เรา ธรรมชาติมีความฉลาดมากกว่าที่เราคิดไว้มาก ทุกสิ่งทุกอย่างเชื่อมโยงกันอย่างใกล้ชิดกับทุกสิ่งจนบางครั้งก็คุ้มค่าที่จะคิดเจ็ดครั้งก่อนที่จะก้าวไปสู่ก้าวเดียว

สติสัมปชัญญะของสิ่งนี้ค่อยๆ เติบโตในตัวฉัน แต่ดูเหมือนว่าฉันคงวางแผนที่จะนั่งพิมพ์ดีดมานานแล้ว หากไม่มีสิ่งอัศจรรย์เกิดขึ้นรอบตัวฉัน จากนั้นฉันก็พบข้อความว่าการทดลองอันยาวนานของนักวิทยาศาสตร์ชาวอินเดียเมื่อหนึ่งในสี่ของศตวรรษที่แล้วซึ่งก่อตั้งว่าพืชรับรู้ดนตรีได้รับความต่อเนื่องทางการค้าที่ไม่คาดคิดในทุกวันนี้: ตอนนี้สับปะรดในสวนเติบโตเป็นเสียงเพลงและ สิ่งนี้ช่วยเพิ่มรสชาติและคุณภาพของผลไม้ได้จริง ทันใดนั้นหนังสือก็เริ่มปรากฏให้เห็นทีละเล่มซึ่งผู้อ่านทั่วไปของเรารู้เพียงคำบอกเล่าเท่านั้นและไม่ใช่ทุกคนด้วยซ้ำ เช่น คุณเคยได้ยินเกี่ยวกับหนังสือ The Mind of Flowers ของ Maeterlinck หรือเกี่ยวกับงานของ Tompkins และ Bird เรื่อง The Secret Life of Plants บ้างไหม..

แต่อย่างที่พวกเขาพูดกันว่าคนรู้จักคนหนึ่งของฉันทำให้ฉันเลิกงาน เป็นคนที่คิดบวกอย่างสมบูรณ์เป็นผู้สมัครสาขาเกษตรศาสตร์และทันใดนั้นราวกับว่ามันค่อนข้างธรรมดาเขาบอกฉันว่าทุกฤดูใบไม้ผลิเขาจะคำนวณตำแหน่งของดวงดาวตามปฏิทินโหราศาสตร์เพื่อเดาอย่างแม่นยำว่าจะปลูกมันฝรั่งในวันใด บนแผนของเขา

แล้วมันช่วยได้อย่างไร? - ฉันถามด้วยความอาฆาตพยาบาทจำนวนหนึ่ง

เชื่อหรือไม่. ชอบหรือไม่ผลผลิตสิ่งอื่น ๆ ทั้งหมดเท่าเทียมกันการปฏิบัติตามกฎของเทคโนโลยีการเกษตรการรดน้ำทันเวลา ฯลฯ สูงกว่าเพื่อนบ้าน 10-15 เปอร์เซ็นต์

“ เนื่องจากเกษตรกรเชื่อว่าพืชก็เหมือนมนุษย์มองดูดวงดาว” ฉันพูดกับตัวเอง“ ถ้าอย่างนั้นคุณอาจจะเป็นพระเจ้าเองก็สั่งให้เผยแพร่ทุกสิ่งที่คุณสะสมในช่วงหลายปีที่ผ่านมาเกี่ยวกับสิ่งที่น่าสนใจนี้แม้ว่าจะห่างไกลจาก "

ฟิลด์ด้านบนฟิลด์

การเก็บเกี่ยวเริ่มต้นที่ไหน? เริ่มต้นด้วยคู่สนทนาของฉันแนะนำให้ทำการทดลองเล็กๆ เขาหยิบเมล็ดพืชจำนวนหนึ่งมาโปรยบนแผ่นโลหะ

นี่จะเป็นแผ่นตัวเก็บประจุที่มีสายดินเป็นลบของเรา เขาอธิบาย - ตอนนี้เรานำจานเดียวกันเข้ามาใกล้มากขึ้น แต่มีประจุบวก...

และฉันเห็นปาฏิหาริย์เล็ก ๆ น้อย ๆ เมล็ดพืชเพิ่มขึ้นและแข็งตัวราวกับได้รับคำสั่งราวกับเป็นทหาร

“ตัวเก็บประจุที่คล้ายกันนั้นมีอยู่ในธรรมชาติ” คู่สนทนาของฉันกล่าวต่อ ชั้นล่างคือพื้นผิวโลก ชั้นบนคือไอโอโนสเฟียร์ ซึ่งเป็นชั้นของอนุภาคที่มีประจุบวกซึ่งอยู่ที่ระดับความสูงประมาณ 100 กิโลเมตร อิทธิพลของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่สร้างขึ้นต่อสิ่งมีชีวิตบนโลกนั้นซับซ้อนและหลากหลายมาก...

นี่คือวิธีที่การสนทนาของเราเริ่มต้นด้วยหัวหน้าห้องปฏิบัติการแห่งหนึ่งของสถาบันวิศวกรเกษตรจากนั้นเป็นผู้สมัครและตอนนี้อย่างที่ฉันได้ยินมา Doctor of Technical Sciences V.I. Tarushkin

Vladimir Ivanovich และเพื่อนร่วมงานของเขากำลังทำงานเกี่ยวกับเครื่องแยกอิเล็กทริก แน่นอน คุณรู้ไหมว่าตัวคั่นคืออะไร เป็นอุปกรณ์ที่ใช้แยกครีมออกจากนมพร่องมันเนย

ในการผลิตพืชผล เครื่องแยกจะแยกแกลบออกจากเมล็ดพืช และเมล็ดพืชจะถูกคัดแยกตามน้ำหนัก ขนาด ฯลฯ แต่ไฟฟ้าเกี่ยวอะไรกับมัน? และนี่คือสิ่งที่เกี่ยวข้องกับมัน

จำประสบการณ์ที่บรรยายไว้ตอนต้น ไม่ใช่เรื่องบังเอิญที่เมล็ดจะเชื่อฟังคำสั่งของสนามไฟฟ้าในตัวเก็บประจุ ทุกเมล็ดไม่ว่าจะเป็นเมล็ดข้าวสาลี ข้าวไรย์ซึ่งเป็นอีกทุ่งนาและพืชสวนก็เหมือนกับแม่เหล็กอันเล็กๆ

หลักการทำงานและการทำงานของเครื่องแยกของเราขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของเมล็ดพันธุ์นี้” วลาดิมีร์ อิวาโนวิช เล่าต่อ - ข้างในแต่ละอันจะมีดรัมซึ่งวางขดลวด - ชั้นของสายไฟฟ้า และเมื่อแรงดันไฟฟ้าเชื่อมต่อกับสายไฟ จะเกิดสนามแม่เหล็กไฟฟ้าขึ้นรอบดรัม

เมล็ดพืชจะไหลจากถังไปยังถังในถัง พวกมันหล่นลงมาและดูเหมือนว่าจะเกาะติดและกลายเป็นแม่เหล็กที่พื้นผิวของถังซักภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้า ใช่ มากจนมันยังคงอยู่บนถังซักแม้ว่าจะหมุนก็ตาม

เมล็ดที่ถูกไฟฟ้าและสว่างที่สุดจะถูกปัดออก เมล็ดอื่นๆ ที่หนักกว่าจะหลุดออกจากถังทันทีที่ส่วนที่ติดอยู่กลายเป็นด้านล่าง...

นี่คือวิธีการแบ่งเมล็ดออกเป็นประเภทและเศษส่วนแยกกัน นอกจากนี้การแยกนี้ขึ้นอยู่กับความแรงของสนามไฟฟ้าที่ใช้และสามารถปรับได้ตามคำร้องขอของบุคคล ด้วยวิธีนี้ คุณสามารถติดตั้งเครื่องแยกไฟฟ้าเพื่อแยกเมล็ดที่งอก "เป็น" ออกจากเมล็ดที่ไม่งอก และยังเพิ่มพลังงานในการงอกของเอ็มบริโออีกด้วย

สิ่งนี้ให้อะไร? ดังที่แสดงให้เห็นในทางปฏิบัติแล้ว การคัดแยกก่อนการหว่านจะทำให้ผลผลิตเพิ่มขึ้น 15-20 เปอร์เซ็นต์ และเมล็ดที่ไม่งอกสามารถใช้เป็นอาหารสัตว์หรือบดเป็นขนมปังได้

ตัวแยกอิเล็กทริกยังให้ความช่วยเหลืออย่างมากในการต่อสู้กับวัชพืชซึ่งปรับตัวเข้ากับการอยู่ร่วมกับพืชที่มีประโยชน์ได้เป็นอย่างดี ตัวอย่างเช่น ไม่สามารถแยกแยะเมล็ด dodder เล็ก ๆ จากเมล็ดแครอทได้ และ ragweed ก็ปลอมตัวเป็นหัวไชเท้าได้อย่างชำนาญ อย่างไรก็ตามสนามไฟฟ้าสามารถแยกแยะของปลอมได้อย่างง่ายดายและแยกพืชที่มีประโยชน์ออกจากพืชที่เป็นอันตราย

เครื่องจักรใหม่ยังสามารถทำงานกับเมล็ดพันธุ์พืชที่วิธีการคัดแยกทางเทคนิคอื่นไม่เหมาะสม” Tarushkin กล่าวในการจากลา - ไม่นานมานี้ พวกเขาส่งเมล็ดพันธุ์ที่เล็กที่สุดมาให้เรา สองพันเมล็ดหนักเพียงหนึ่งกรัม ก่อนหน้านี้พวกเขาถูกจัดเรียงด้วยมือ แต่ตัวแยกของเราจัดการกับการเรียงลำดับได้โดยไม่ยากมากนัก

และสิ่งที่ทำไปแล้วนั้นเป็นเพียงจุดเริ่มต้นเท่านั้น...

ฝน ต้นไม้ และ... ไฟฟ้า

อิทธิพลของตัวเก็บประจุตามธรรมชาติของโลก - สนามแม่เหล็กไฟฟ้า - ไม่เพียงส่งผลต่อเมล็ดพืชเท่านั้น แต่ยังส่งผลต่อต้นกล้าด้วย

วันแล้ววันเล่า พวกมันจะยืดก้านของมันขึ้นไปบนชั้นไอโอโนสเฟียร์ที่มีประจุบวก และฝังรากของมันให้ลึกลงไปในโลกที่มีประจุลบ โมเลกุลของสารอาหารซึ่งกลายเป็นไอออนบวกและแอนไอออนในน้ำพืชซึ่งเป็นไปตามกฎการแยกตัวด้วยไฟฟ้านั้นถูกนำไปในทิศทางตรงกันข้าม: บางส่วนลงไปถึงราก, บางชนิดขึ้นไปถึงใบ กระแสไอออนลบไหลจากด้านบนของพืชไปยังชั้นบรรยากาศรอบนอก พืชทำให้ประจุบรรยากาศเป็นกลางและสะสมอยู่

เมื่อหลายปีก่อน Doctor of Biological Sciences Z.I. Zhurbitsky และนักประดิษฐ์ I.A. Ostryakov ตั้งภารกิจค้นหาว่าไฟฟ้าส่งผลต่อกระบวนการหลักอย่างหนึ่งในชีวิตพืชการสังเคราะห์ด้วยแสงอย่างไร เพื่อจุดประสงค์นี้ พวกเขาได้ทำการทดลองดังกล่าว พวกเขาชาร์จอากาศด้วยไฟฟ้าและปล่อยลมผ่านใต้ฝาครอบกระจกตรงจุดที่ต้นไม้ตั้งตระหง่าน ปรากฎว่าในอากาศดังกล่าวกระบวนการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์จะถูกเร่งขึ้น 2-3 เท่า

พืชเองก็ถูกใช้พลังงานไฟฟ้าด้วยเช่นกัน ยิ่งกว่านั้นผู้ที่ถูกสนามไฟฟ้าลบจะเติบโตเร็วกว่าปกติ ตลอดระยะเวลาหนึ่งเดือน พวกมันแซงหน้าพวกมันไปหลายเซนติเมตร

ยิ่งไปกว่านั้น การพัฒนาแบบเร่งรัดยังคงดำเนินต่อไปแม้ว่าจะกำจัดศักยภาพออกไปแล้วก็ตาม

ข้อเท็จจริงที่สะสมทำให้สามารถสรุปได้ Igor Alekseevich Ostryakov บอกฉัน - ด้วยการสร้างสนามบวกรอบๆ ส่วนเหนือพื้นดินของพืช เราปรับปรุงการสังเคราะห์ด้วยแสง พืชจะสะสมมวลสีเขียวอย่างเข้มข้นมากขึ้น ไอออนลบมีผลดีต่อการพัฒนาระบบราก

ดังนั้น เหนือสิ่งอื่นใด มันจึงเป็นไปได้ที่จะมีอิทธิพลต่อพืชในกระบวนการเจริญเติบโตและการพัฒนาของมัน โดยขึ้นอยู่กับว่าเราต้องการอะไร - “ยอด” หรือ “ราก*”...

ในฐานะผู้เชี่ยวชาญที่ทำงานในเวลานั้นในสมาคมการผลิต Soyuzvodproekt สนามไฟฟ้าก็สนใจ Ostryakov จากมุมมองนี้เช่นกัน สารอาหารจากดินสามารถแทรกซึมเข้าไปในพืชได้เฉพาะในรูปของสารละลายที่เป็นน้ำเท่านั้น ดูเหมือนว่าพืชจะได้รับความชื้นจากเมฆฝนหรือสปริงเกอร์อย่างไร? ไม่ การทดลองแสดงให้เห็นอย่างปฏิเสธไม่ได้ว่าฝนตกตามกำหนดเวลามีประสิทธิภาพมากกว่าการรดน้ำตามเวลาที่กำหนด

นักวิทยาศาสตร์เริ่มค้นพบว่าหยดน้ำแตกต่างจากหยดน้ำอย่างไร และพวกเขาพบว่า: ในเมฆฝนฟ้าคะนอง หยดเมื่อถูกับอากาศ จะได้รับประจุไฟฟ้า ส่วนใหญ่เป็นเชิงบวก บางครั้งก็เป็นเชิงลบ มันเป็นประจุที่ลดลงซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวกระตุ้นการเจริญเติบโตของพืชเพิ่มเติม น้ำประปาไม่มีค่าใช้จ่ายดังกล่าว

นอกจากนี้ เพื่อให้ไอน้ำในเมฆกลายเป็นหยด จำเป็นต้องมีนิวเคลียสการควบแน่น ซึ่งเป็นจุดฝุ่นเล็กๆ น้อยๆ ที่ถูกลมพัดขึ้นมาจากพื้นผิวโลก โมเลกุลของน้ำเริ่มสะสมรอบๆ และเปลี่ยนจากไอเป็นของเหลว การวิจัยพบว่าอนุภาคฝุ่นดังกล่าวมักประกอบด้วยเม็ดทองแดง โมลิบดีนัม ทองคำ และองค์ประกอบขนาดเล็กอื่นๆ ที่เป็นประโยชน์ต่อพืช

“ถ้าเป็นเช่นนั้น ทำไมฝนเทียมจึงไม่ทำให้ดูเหมือนฝนธรรมชาติล่ะ” - Ostryakov ให้เหตุผล

และเขาบรรลุเป้าหมายโดยได้รับใบรับรองผู้เขียนสำหรับเครื่องเติมอากาศพลังน้ำไฟฟ้าซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่สร้างประจุไฟฟ้าบนหยดน้ำ โดยพื้นฐานแล้ว อุปกรณ์นี้เป็นตัวเหนี่ยวนำไฟฟ้าที่ติดตั้งบนท่อสปริงเกอร์ของการติดตั้งสปริงเกอร์ด้านหลังโซนการเกิดหยดในลักษณะที่ไม่เป็นกระแสน้ำที่บินผ่านกรอบอีกต่อไป แต่เป็นฝูงหยดแต่ละหยด

เครื่องจ่ายยังได้รับการออกแบบมาเพื่อให้สามารถเติมองค์ประกอบขนาดเล็กลงในการไหลของน้ำได้ มันออกแบบมาแบบนี้ ชิ้นส่วนของท่อที่ทำจากวัสดุฉนวนไฟฟ้าถูกตัดเข้าไปในท่อที่จ่ายน้ำให้กับระบบสปริงเกอร์ และในท่อก็มีโมลิบดีนัม ทองแดง สังกะสี อิเล็กโทรด... กล่าวอีกนัยหนึ่งจากวัสดุที่องค์ประกอบไมโครจำเป็นที่สุดในการป้อน เมื่อใช้กระแสไฟฟ้า ไอออนจะเริ่มเคลื่อนที่จากอิเล็กโทรดหนึ่งไปยังอีกอิเล็กโทรด ในกรณีนี้บางส่วนจะถูกชะล้างออกด้วยน้ำและจบลงในดิน สามารถปรับจำนวนไอออนได้โดยการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าบนอิเล็กโทรด

หากจำเป็นต้องทำให้ดินเปียกโชกด้วยองค์ประกอบขนาดเล็กของโบรอนไอโอดีนและสารอื่น ๆ ที่ไม่นำกระแสไฟฟ้า จะมีการใช้เครื่องจ่ายประเภทอื่น คอนกรีตก้อนหนึ่งถูกหย่อนลงในท่อที่มีน้ำไหลโดยแบ่งออกเป็นช่องซึ่งวางองค์ประกอบย่อยที่จำเป็นไว้ ฝาปิดช่องทำหน้าที่เป็นขั้วไฟฟ้า เมื่อใช้แรงดันไฟฟ้ากับองค์ประกอบเหล่านี้ องค์ประกอบขนาดเล็กจะผ่านรูพรุนในคอนกรีตและถูกน้ำพัดพาไปในดิน

เครื่องตรวจจับมันฝรั่ง ฤดูร้อนผ่านไปโดยไม่มีใครสังเกตเห็นปัญหาและความกังวล ถึงเวลาเก็บเกี่ยวผลผลิตแล้ว แต่แม้แต่คนๆ หนึ่งก็ไม่สามารถแยกแยะมันฝรั่งที่ปกคลุมไปด้วยดินในฤดูใบไม้ร่วงที่เปียกชื้นจากก้อนดินสีดำก้อนเดียวกันได้เสมอไป เราจะพูดอะไรเกี่ยวกับผู้เก็บเกี่ยวมันฝรั่งที่พายเรือทุกอย่างจากทุ่ง?

จะเกิดอะไรขึ้นหากคุณเรียงลำดับโดยตรงบนสนาม? วิศวกรสับสนกับปัญหานี้มาก พวกเขาลองใช้เครื่องตรวจจับทุกประเภท - เครื่องกล โทรทัศน์ อัลตราโซนิก... พวกเขายังพยายามติดตั้งการติดตั้งแกมมาบนเครื่องผสมด้วย รังสีแกมมาทะลุผ่านก้อนดินและหัวใต้ดิน เช่น รังสีเอกซ์ และเครื่องรับที่อยู่ตรงข้ามเซ็นเซอร์จะพิจารณาว่า "อะไรคืออะไร"

แต่รังสีแกมมาเป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์และต้องใช้ความระมัดระวังเป็นพิเศษเมื่อใช้งานรังสีแกมมา นอกจากนี้ตามที่ปรากฏเพื่อการตรวจจับที่ปราศจากข้อผิดพลาดจำเป็นต้องมีหัวและก้อนทั้งหมดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากันโดยประมาณ ดังนั้นผู้เชี่ยวชาญจากสถาบันวิศวกรรมวิทยุ Ryazan - อาจารย์อาวุโส A.D. Kasatkin จากนั้นเป็นนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาและตอนนี้วิศวกร Sergei Reshetnikov - จึงมีเส้นทางที่แตกต่างออกไป

พวกเขามองหัวมันฝรั่งจากมุมมองทางฟิสิกส์ เป็นที่ทราบกันดีว่าความจุของตัวเก็บประจุขึ้นอยู่กับความสามารถในการซึมผ่านของวัสดุที่วางระหว่างแผ่นของมัน ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกเปลี่ยนแปลงและความจุก็เปลี่ยนไปเช่นกัน หลักการทางกายภาพนี้เป็นพื้นฐานสำหรับการตรวจจับ เนื่องจากการทดลองเปิดเผยว่า:

ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกของหัวมันฝรั่งแตกต่างจากค่าคงที่ไดอิเล็กตริกของก้อนดินมาก

แต่การค้นหาหลักการทางกายภาพที่ถูกต้องเป็นเพียงจุดเริ่มต้นเท่านั้น นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องค้นหาว่าเครื่องตรวจจับจะทำงานในโหมดที่เหมาะสมที่สุดที่ความถี่ใด พัฒนาแผนภาพวงจรของอุปกรณ์ และตรวจสอบความถูกต้องของแนวคิดในแบบจำลองห้องปฏิบัติการ...

การสร้างเซ็นเซอร์คาปาซิทีฟที่ละเอียดอ่อนเป็นเรื่องยากมาก Sergei Reshetnikov กล่าว “เราพิจารณาหลายทางเลือกและในที่สุดก็ตัดสินใจในการออกแบบนี้ เซ็นเซอร์ประกอบด้วยแผ่นสปริงสองแผ่นที่วางสัมพันธ์กันในมุมที่กำหนด มันฝรั่งที่ผสมกับก้อนดินตกลงไปในช่องทางประเภทนี้ ทันทีที่มันฝรั่งหรือก้อนสัมผัสกับแผ่นตัวเก็บประจุ ระบบควบคุมจะสร้างสัญญาณ ซึ่งค่านั้นขึ้นอยู่กับค่าคงที่ไดอิเล็กตริกของวัตถุที่อยู่ภายในเซ็นเซอร์ ผู้บริหาร - แดมเปอร์ - เบี่ยงเบนไปในทิศทางเดียวหรืออีกทางหนึ่ง ทำการคัดแยก...

งานนี้เคยได้รับรางวัลจาก All-Union Review of the Scientific and Technical Society of Students อย่างไรก็ตาม ยังมีบางสิ่งที่ยังไม่สามารถมองเห็นได้ในรถเก็บเกี่ยวมันฝรั่งที่ติดตั้งเซ็นเซอร์ดังกล่าว แต่พวกเขาถูกสร้างขึ้นที่นั่น ใน Ryazan...

อย่างไรก็ตาม เราจะฝากข้อร้องเรียนเกี่ยวกับความล่าช้าของรัสเซียเอาไว้จนกว่าจะถึงเวลาอื่น บทสนทนาปัจจุบันเป็นเรื่องเกี่ยวกับความลับของพืช เราจะพูดถึงพวกเขาเพิ่มเติม

“เกียร์” ของนาฬิกาที่มีชีวิต

พืชที่อยู่ในหน้าอก ผู้มาเยือนอาจหลงทางได้อย่างง่ายดายในกรุงปารีสสมัยศตวรรษที่ 18 แทบไม่มีชื่อถนนเลย มีเพียงไม่กี่บ้านเท่านั้นที่มีชื่อของตัวเองสลักอยู่บนหน้าจั่ว... มันง่ายยิ่งกว่าที่จะหลงทางในศาสตร์แห่งเวลานั้น ทฤษฎีโฟลจิสตันเป็นอุปสรรคในการพัฒนาเคมีและฟิสิกส์ ยาไม่รู้จักอุปกรณ์ง่าย ๆ เช่นหูฟังด้วยซ้ำ ถ้าหมอฟังคนไข้ เขาก็ทำโดยเอาหูแนบหน้าอก ในทางชีววิทยา สิ่งมีชีวิตทั้งหมดเรียกง่ายๆ ว่า ปลา สัตว์ ต้นไม้ สมุนไพร...

อย่างไรก็ตาม วิทยาศาสตร์ได้ก้าวไปไกลมากแล้วเมื่อเทียบกับศตวรรษที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ในการวิจัยของพวกเขาหยุดพอใจกับการอนุมานเพียงอย่างเดียว และเริ่มคำนึงถึงข้อมูลการทดลอง มันเป็นการทดลองที่เป็นพื้นฐานสำหรับการค้นพบที่ฉันอยากจะเล่าให้คุณฟัง

Jean-Jacques de Mairan เป็นนักดาราศาสตร์ แต่เนื่องจากเหมาะสมกับนักวิทยาศาสตร์อย่างแท้จริง เขาจึงเป็นคนช่างสังเกตเช่นกัน ดังนั้นในฤดูร้อนปี 1729 เขาจึงให้ความสนใจกับพฤติกรรมของเฮลิโอโทรป ซึ่งเป็นพืชในบ้านที่ตั้งอยู่ในห้องทำงานของเขา ปรากฎว่าเฮลิโอโทรปมีความไวต่อแสงเป็นพิเศษ ไม่เพียงแต่ใบไม้ร่วงตามแสงอาทิตย์เท่านั้น แต่เมื่อพระอาทิตย์ตกดิน ใบไม้ก็ร่วงหล่นและจมลง ดูเหมือนว่าต้นไม้จะผลอยหลับไปจนกระทั่งเช้าวันรุ่งขึ้น เพียงแต่แผ่ใบออกไปพร้อมกับแสงแรก แต่นี่ไม่ใช่สิ่งที่น่าสนใจที่สุด De Mairan สังเกตเห็นว่าเฮลิโอโทรปแสดง "ยิมนาสติก" แม้ว่าหน้าต่างห้องจะคลุมด้วยผ้าม่านหนาก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการทดลองพิเศษ โดยขังต้นไม้ไว้ในห้องใต้ดิน และตรวจสอบให้แน่ใจว่าเฮลิโอโทรปยังคงหลับและตื่นขึ้นมาตามเวลาที่กำหนดอย่างเคร่งครัด แม้จะอยู่ในความมืดสนิทก็ตาม

De Mairan เล่าให้เพื่อนๆ ของเขาฟังเกี่ยวกับปรากฏการณ์ที่น่าทึ่งนี้ และ... ไม่ได้ทำการทดลองต่อไปอีก ท้ายที่สุดแล้ว เขาเป็นนักดาราศาสตร์และการวิจัยเกี่ยวกับธรรมชาติของแสงออโรร่าครอบงำเขามากกว่าพฤติกรรมแปลกๆ ของต้นไม้ในบ้าน

อย่างไรก็ตาม เมล็ดพันธุ์แห่งความอยากรู้อยากเห็นได้ถูกปลูกไว้ในดินแห่งความอยากรู้อยากเห็นทางวิทยาศาสตร์แล้ว ไม่ช้าก็เร็วมันก็ต้องงอก อันที่จริง 30 ปีต่อมา ณ สถานที่เดียวกันในปารีส ชายคนหนึ่งปรากฏตัวขึ้นเพื่อยืนยันการค้นพบของเดอ ไมรัน และทำการทดลองต่อไป

ชายคนนี้ชื่ออองรี-หลุยส์ ดูฮาเมล ความสนใจทางวิทยาศาสตร์ของเขาอยู่ในสาขาการแพทย์และการเกษตร ดังนั้นเมื่อได้เรียนรู้เกี่ยวกับการทดลองของ de Mairan เขาจึงสนใจการทดลองเหล่านี้มากกว่าตัวผู้เขียนเอง

เริ่มต้นด้วย Duhamel ทำซ้ำการทดลองของ de Mairan อย่างระมัดระวังที่สุด เมื่อต้องการทำเช่นนี้ เขาใช้เฮลิโอโทรปหลายอัน พบห้องเก็บไวน์เก่า ทางเข้าที่นำไปสู่ห้องใต้ดินมืดอีกแห่ง และทิ้งต้นไม้ไว้ที่นั่น ยิ่งไปกว่านั้น เขายังล็อคเฮลิโอโทรปบางส่วนไว้ในหน้าอกบุหนังขนาดใหญ่และคลุมด้วยผ้าห่มหลายผืนเพื่อรักษาอุณหภูมิให้คงที่... ทั้งหมดนี้ไร้ประโยชน์เลย เฮลิโอโทรปส์ยังคงรักษาจังหวะของมันในกรณีนี้เช่นกัน และ Duhamel เขียนด้วยมโนธรรมที่ชัดเจน: “การทดลองเหล่านี้ทำให้เราสรุปได้ว่าการเคลื่อนที่ของใบพืชไม่ได้ขึ้นอยู่กับแสงหรือความร้อน…”

แล้วจากอะไร? Duhamel ไม่สามารถตอบคำถามนี้ได้ นักวิจัยอีกหลายร้อยคนจากหลายประเทศทั่วโลกไม่ได้ตอบคำถามนี้ แม้ว่าคาร์ล ลินเนียส, ชาลส์ ดาร์วิน และนักวิทยาศาสตร์ธรรมชาติชั้นนำคนอื่นๆ จะอยู่ในกลุ่มของพวกเขาก็ตาม

เฉพาะในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20 เท่านั้น ข้อเท็จจริงที่สะสมหลายพันรายการในที่สุดก็ทำให้สามารถสรุปได้: ทุกสิ่งที่อาศัยอยู่บนโลก แม้แต่จุลินทรีย์และสาหร่ายเซลล์เดียว ต่างก็มีนาฬิกาชีวภาพของตัวเอง!

นาฬิกาเหล่านี้เคลื่อนที่ตามการเปลี่ยนแปลงของกลางวันและกลางคืน ความผันผวนของอุณหภูมิและความดันในแต่ละวัน การเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็ก และปัจจัยอื่นๆ

บางครั้งแสงเพียงเส้นเดียวก็เพียงพอแล้วสำหรับ "มือ" ของนาฬิกาชีวภาพที่จะย้ายไปยังตำแหน่งหนึ่งแล้วเคลื่อนที่ต่อไปอย่างอิสระโดยไม่หลงทางเป็นเวลานาน

แต่นาฬิกาของเซลล์ที่มีชีวิตทำงานอย่างไร?

อะไรคือพื้นฐานของ "กลไก" ของพวกเขา?

"โครนอนส์" โดยเอเร็ต เพื่อค้นหาหลักการเบื้องหลังการทำงานของนาฬิกาที่มีชีวิต นักชีววิทยาชาวอเมริกัน ชาร์ลส เอห์เร็ต พยายามจินตนาการถึงรูปแบบที่เป็นไปได้ของนาฬิกาเหล่านั้น “แน่นอนว่า การมองหานาฬิกาปลุกกลไกที่มีมือและเกียร์นั้นไม่มีประโยชน์” เอเร็ตให้เหตุผล “มองหาภายในห้องขังที่มีชีวิต แต่ผู้คนไม่ได้เรียนรู้เสมอไปและยังรู้เวลาด้วยความช่วยเหลือของนาฬิกากลไกใช่ไหม .. ”

ผู้วิจัยเริ่มรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับมาตรวัดเวลาทั้งหมดที่มนุษยชาติเคยใช้ เขาศึกษานาฬิกาสุริยะและนาฬิกาน้ำ นาฬิกาทราย และนาฬิกาอะตอม... ในคอลเลกชันของเขายังมีสถานที่สำหรับนาฬิกาซึ่งเวลาถูกกำหนดโดยจุดของราสีขาวที่เติบโตในช่วงเวลาหนึ่งบนน้ำซุปสารอาหารสีชมพู

แน่นอนว่าวิธีการดังกล่าวอาจทำให้เอเร็ตไปไกลจากเป้าหมายของเขาได้อย่างไม่มีที่สิ้นสุด แต่เขาโชคดี วันหนึ่งเอเร็ตดึงความสนใจไปที่นาฬิกาของกษัตริย์อัลเฟรดซึ่งมีชีวิตอยู่ในศตวรรษที่ 9 เมื่อพิจารณาจากคำอธิบายของบุคคลร่วมสมัยคนหนึ่งของกษัตริย์ นาฬิกาเรือนนี้ประกอบด้วยเชือกสองชิ้นที่พันกันเป็นเกลียว เคลือบด้วยขี้ผึ้งและไขเทียน เมื่อพวกมันถูกจุดไฟ ชิ้นส่วนเหล่านั้นจะถูกเผาด้วยอัตราคงที่สามนิ้วต่อชั่วโมง ดังนั้นโดยการวัดความยาวของส่วนที่เหลือ จึงเป็นไปได้ที่จะระบุได้อย่างแม่นยำว่าเวลาผ่านไปนานเท่าใดนับตั้งแต่นาฬิกาดังกล่าวเริ่มต้นขึ้น

เกลียวคู่... มีบางอย่างที่คุ้นเคยเกี่ยวกับภาพนี้อย่างน่าประหลาดใจ! ไม่ใช่เรื่องไร้ประโยชน์ที่ Eret ทำให้ความทรงจำของเขาตึงเครียด ในที่สุดเขาก็จำได้: “แน่นอน โมเลกุล DNA มีรูปร่างเป็นเกลียวคู่…”

อย่างไรก็ตาม เกิดอะไรขึ้นต่อจากนี้? ความเหมือนกันของรูปแบบเป็นตัวกำหนดความเหมือนกันของแก่นสารหรือไม่? เกลียวเชือกจะมอดไหม้ภายในไม่กี่ชั่วโมง แต่เกลียวดีเอ็นเอยังคงคัดลอกตัวเองไปตลอดชีวิตของเซลล์...

แต่เอเร็ตก็ไม่ได้ปัดเป่าความคิดบังเอิญที่เข้ามาหาเขา เขาเริ่มมองหากลไกที่มีชีวิตซึ่งเขาสามารถทดสอบสมมติฐานของเขาได้ ในท้ายที่สุดเขาเลือกรองเท้าแตะ ciliate ซึ่งเป็นเซลล์สัตว์ที่เล็กที่สุดและเรียบง่ายที่สุดซึ่งมีการค้นพบจังหวะชีวภาพ “โดยปกติแล้ว ciliates จะมีพฤติกรรมแข็งขันในตอนกลางวันมากกว่าตอนกลางคืน หากฉันจัดการ โดยมีอิทธิพลต่อโมเลกุล DNA ให้เปลี่ยนมือของนาฬิกาชีวภาพของ ciliates ก็ถือได้ว่าพิสูจน์ได้ว่าโมเลกุล DNA ยังถูกใช้เป็น กลไกไบโอคล็อก...”

ด้วยเหตุผลเช่นนี้ เอเร็ตจึงใช้การปล่อยแสงที่มีความยาวคลื่นต่างกันเป็นเครื่องมือในการแปลลูกศร: อัลตราไวโอเลต น้ำเงิน แดง... รังสีอัลตราไวโอเลตมีประสิทธิภาพเป็นพิเศษ - หลังจากการฉายรังสี จังหวะชีวิตของซิลิเอตก็เปลี่ยนไปอย่างเห็นได้ชัด

ดังนั้นจึงถือได้ว่ามีการพิสูจน์แล้ว: โมเลกุล DNA ถูกใช้เป็นกลไกนาฬิกาภายใน แต่กลไกทำงานอย่างไร? เพื่อตอบคำถามนี้ Ehret ได้พัฒนาทฤษฎีที่ซับซ้อนซึ่งมีสาระสำคัญอยู่ที่เรื่องนี้

พื้นฐานของการนับเวลานั้นยาวมาก (ยาวถึง 1 เมตร!) โมเลกุล DNA ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันเรียกว่า "โครนอน" ในสภาวะปกติ โมเลกุลเหล่านี้จะขดตัวเป็นเกลียวแน่น และใช้พื้นที่น้อยมาก ในสถานที่เหล่านั้นที่เกลียวของเกลียวแยกออกจากกันเล็กน้อย จะมีการสร้าง Messenger RNA ซึ่งเมื่อเวลาผ่านไปจะมีความยาวเต็มของ DNA เส้นเดียว ในขณะเดียวกันก็เกิดปฏิกิริยาที่เชื่อมโยงถึงกันจำนวนหนึ่งซึ่งอัตราส่วนของความเร็วถือได้ว่าเป็นงานของ "กลไก" ของนาฬิกา ดังที่ Ehret กล่าวไว้ สิ่งนี้เป็นโครงกระดูกของกระบวนการ "ซึ่งรายละเอียดทั้งหมดที่ไม่จำเป็นจริงๆ จะถูกละเว้น"

หลอดเร้าใจ โปรดทราบว่านักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันถือว่าปฏิกิริยาเคมีเป็นพื้นฐานของวัฏจักรซึ่งเป็นรากฐานของมัน แต่อันไหนกันแน่?

เพื่อตอบคำถามนี้ เราจะย้ายจากปี 1967 ซึ่งเป็นปีที่เอเร็ตทำการวิจัยไปเป็นปีอื่นเมื่อสิบปีก่อน มาดูห้องทดลองของนักวิทยาศาสตร์โซเวียต B.P. Belousov กัน บนโต๊ะทำงานของเขา เราสามารถมองเห็นขาตั้งที่มีหลอดทดลองในห้องปฏิบัติการธรรมดาอยู่ แต่เนื้อหาของพวกเขามีความพิเศษ ของเหลวในหลอดทดลองเปลี่ยนสีเป็นระยะ

นาทีหนึ่งเธอก็แดงแล้วเปลี่ยนเป็นสีน้ำเงิน แล้วก็กลับมาแดงอีกครั้ง...

Belousov รายงานเกี่ยวกับปฏิกิริยาเคมีแบบเร้าใจรูปแบบใหม่ที่เขาค้นพบในการประชุมสัมมนาของนักชีวเคมีครั้งหนึ่ง มีการรับฟังข้อความด้วยความสนใจ แต่ไม่มีใครสนใจความจริงที่ว่าส่วนประกอบเริ่มต้นในปฏิกิริยาไซคลิกนั้นเป็นสารอินทรีย์ ซึ่งคล้ายกันมากในองค์ประกอบกับสารของเซลล์ที่มีชีวิต

เพียงสองทศวรรษต่อมาหลังจากการเสียชีวิตของ Belousov งานของเขาได้รับการชื่นชมจากนักวิทยาศาสตร์ในประเทศอีกคน A.M. Zhabotinsky

เขาร่วมกับเพื่อนร่วมงานได้พัฒนาสูตรโดยละเอียดสำหรับปฏิกิริยาของชั้นเรียนนี้และในปี 1970 ได้รายงานผลการวิจัยหลักของเขาในการประชุมระดับนานาชาติครั้งหนึ่ง

จากนั้นในช่วงต้นทศวรรษที่ 70 ผลงานของนักวิทยาศาสตร์โซเวียตได้รับการวิเคราะห์อย่างรอบคอบโดยผู้เชี่ยวชาญจากต่างประเทศ ดังนั้นชาวอเมริกัน R. Field, E. Koros และ R. Nowes พบว่าในหลาย ๆ ปัจจัยที่กำหนดโหมดของปฏิกิริยาของสารในปฏิกิริยาเร้าใจสามารถแยกแยะปัจจัยหลักสามประการได้: ความเข้มข้นของกรดไฮโดรโบรมิก, ความเข้มข้นของไอออนโบรไมด์และออกซิเดชันของ ไอออนโลหะของตัวเร่งปฏิกิริยา ปัจจัยทั้งสามถูกรวมเข้าด้วยกันเป็นแนวคิดใหม่ ซึ่งนักชีววิทยาชาวอเมริกันเรียกว่า Oregon oscillator หรือ orsgonator ตามสถานที่ทำงานของพวกเขา เป็นตัวกำเนิดที่นักวิทยาศาสตร์หลายคนพิจารณาว่าเป็นผู้รับผิดชอบทั้งต่อการดำรงอยู่ของวงจรคาบทั้งหมดโดยรวม และต่อความเข้มข้น อัตราการแกว่งของกระบวนการ และพารามิเตอร์อื่น ๆ

นักวิทยาศาสตร์ชาวอินเดียที่ทำงานภายใต้การนำของ A. Winfrey พบว่ากระบวนการที่เกิดขึ้นระหว่างปฏิกิริยาดังกล่าวมีความคล้ายคลึงกับกระบวนการในเซลล์ประสาทมาก ยิ่งไปกว่านั้น R. Field เดียวกันโดยความร่วมมือกับนักคณิตศาสตร์ V. Tray สามารถพิสูจน์ทางคณิตศาสตร์ถึงความคล้ายคลึงกันของกระบวนการของตัวกำเนิดและปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในเยื่อหุ้มประสาทที่ค้นพบเมื่อเร็ว ๆ นี้ ผลลัพธ์ที่คล้ายกันได้รับจากการใช้คอมพิวเตอร์แอนะล็อก-ดิจิทัลแบบรวมโดย F.V. Gulko และ A.A. Petrov เพื่อนร่วมชาติของเรา

แต่เยื่อหุ้มเส้นประสาทดังกล่าวเป็นเปลือกของเซลล์ประสาท และเมมเบรนนั้นมี "ช่อง" ซึ่งเป็นโมเลกุลโปรตีนที่มีขนาดใหญ่มากซึ่งค่อนข้างคล้ายกับโมเลกุล DNA ที่พบในนิวเคลียสของเซลล์เดียวกัน และถ้ากระบวนการในเมมเบรนมีพื้นฐานทางชีวเคมี - และตอนนี้ได้รับการยอมรับอย่างมั่นใจแล้ว - แล้วเหตุใดกระบวนการที่เกิดขึ้นในนิวเคลียสจึงต้องมีพื้นฐานอื่นอีก?

ดังนั้นดูเหมือนว่าพื้นฐานทางเคมีของจังหวะชีวภาพเริ่มปรากฏให้เห็นค่อนข้างชัดเจน ในปัจจุบัน ไม่ต้องสงสัยเลยว่าพื้นฐานที่เป็นวัสดุของนาฬิกาชีวภาพ หรือ “เกียร์” ของมันคือกระบวนการทางชีวเคมี แต่ "เกียร์" อันหนึ่งเกาะติดกับอีกอันตามลำดับอะไร? ห่วงโซ่ของกระบวนการทางชีวเคมีดำเนินไปอย่างครบถ้วนและซับซ้อนอย่างไร.. ยังคงต้องเข้าใจอย่างถี่ถ้วน - นี่คือวิธีที่หนึ่งในผู้เชี่ยวชาญชั้นนำของประเทศของเราในสาขานี้หัวหน้าห้องปฏิบัติการของสถาบันการแพทย์และ ปัญหาทางชีวภาพ B แสดงความคิดเห็นในการสนทนากับฉันเกี่ยวกับสถานะของกิจการใน biorhythmology .S.Alyakrinsky

และถึงแม้ว่าจะยังคงมีความไม่แน่นอนมากมายในทางเคมีของชีวจังหวะวิทยา แต่การทดลองครั้งแรกในการใช้นาฬิกาเคมีดังกล่าวได้ดำเนินการไปแล้ว ตัวอย่างเช่นเมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมาวิศวกรเคมี E.N. Moskalyanova ในขณะที่ศึกษาปฏิกิริยาทางเคมีในสารละลายที่มีกรดอะมิโนชนิดหนึ่งที่จำเป็นสำหรับมนุษย์ - ทริปโตเฟนได้ค้นพบปฏิกิริยาเร้าใจอีกประเภทหนึ่ง: ของเหลวเปลี่ยนสีขึ้นอยู่กับเวลาของ วัน.

ปฏิกิริยากับสารเติมแต่งสีย้อมเกิดขึ้นอย่างเข้มข้นที่สุดที่อุณหภูมิประมาณ 36°C เมื่อถูกความร้อนสูงกว่า 40° สีจะเริ่มซีดจางและโมเลกุลของทริปโตเฟนจะถูกทำลาย ปฏิกิริยาจะหยุดเช่นกันเมื่อสารละลายเย็นลงถึง 0°C กล่าวอีกนัยหนึ่งคือการเปรียบเทียบโดยตรงกับระบอบอุณหภูมิของนาฬิกาเคมีในร่างกายของเรา

Moskalyanova เองก็ทำการทดลองมากกว่า 16,000 ครั้ง เธอได้ส่งหลอดทดลองพร้อมวิธีแก้ปัญหาไปยังสถาบันวิทยาศาสตร์หลายแห่งในประเทศเพื่อทำการทดสอบ และตอนนี้ เมื่อมีการรวบรวมข้อเท็จจริงจำนวนมหาศาล ก็เป็นที่ชัดเจนแล้วว่า จริงๆ แล้ว สารละลายที่มีทริปโตเฟนและสีย้อมแซนไฮดรอลสามารถเปลี่ยนสีได้เมื่อเวลาผ่านไป โดยหลักการแล้ว จึงเป็นไปได้ที่จะสร้างนาฬิกาแบบใหม่ที่ไม่ต้องใช้เข็มหรือกลไกใดๆ...

นักพฤกษศาสตร์ที่มีกัลวาโนมิเตอร์

แบตเตอรี่ที่มีชีวิต “ ทุกคนรู้ดีว่าผู้ที่นิยมนิยมชอบที่จะเน้นบทบาทของโอกาสในประวัติศาสตร์ของการค้นพบที่ยิ่งใหญ่อย่างไร โคลัมบัส แล่นเรือไปสำรวจเส้นทางทะเลตะวันตกไปยังอินเดียและลองจินตนาการดูว่าบังเอิญโดยสิ้นเชิง ... นิวตันนั่งอยู่ในสวนและทันใดนั้นก็มีแอปเปิ้ลลูกหนึ่ง บังเอิญล้ม..."

นี่คือสิ่งที่ S.G. Galaktionov และ V.M. Yurin เขียนในหนังสือของพวกเขาซึ่งมีชื่อรวมอยู่ในชื่อของบทนี้ และพวกเขายังโต้แย้งอีกว่าประวัติศาสตร์ของการค้นพบกระแสไฟฟ้าในสิ่งมีชีวิตนั้นไม่มีข้อยกเว้น ผลงานหลายชิ้นเน้นย้ำว่าถูกค้นพบโดยบังเอิญโดย Luigi Galvani ศาสตราจารย์ด้านกายวิภาคศาสตร์ที่มหาวิทยาลัย Bologna ได้สัมผัสกล้ามเนื้อกบที่เตรียมไว้กับราวเย็นของระเบียง และพบว่ามันกระตุก ทำไม

ศาสตราจารย์ผู้อยากรู้อยากเห็นใช้สมองอย่างมากในการพยายามตอบคำถามนี้ จนกระทั่งในที่สุดเขาก็ได้ข้อสรุป: กล้ามเนื้อหดตัวเนื่องจากมีกระแสไฟฟ้าขนาดเล็กเกิดขึ้นเองในราวบันได เขาเป็นเหมือนแรงกระตุ้นเส้นประสาทที่สั่งให้กล้ามเนื้อหดตัว

และมันเป็นการค้นพบที่ยอดเยี่ยมอย่างแท้จริง อย่าลืม: มันเป็นเพียงปี 1786 และเพียงไม่กี่ทศวรรษผ่านไปหลังจากที่ Gausen แสดงความเดาว่าหลักการที่ออกฤทธิ์ในเส้นประสาทคือไฟฟ้า และไฟฟ้าเองก็ยังคงเป็นปริศนาที่ปิดผนึกไว้สำหรับหลาย ๆ คน

ในขณะเดียวกันก็มีการเริ่มต้นแล้ว

และตั้งแต่สมัยของกัลวานี นักสรีรวิทยาไฟฟ้าได้ตระหนักถึงสิ่งที่เรียกว่ากระแสความเสียหาย ตัวอย่างเช่น หากการเตรียมกล้ามเนื้อถูกตัดข้ามเส้นใยและนำอิเล็กโทรดของกัลวาโนมิเตอร์ซึ่งเป็นอุปกรณ์สำหรับวัดกระแสและแรงดันไฟฟ้าที่อ่อนแอ ถูกนำไปที่การตัดและไปยังพื้นผิวตามยาวที่ไม่เสียหาย มันจะบันทึกความต่างศักย์ประมาณ 0.1 โวลต์ โดยการเปรียบเทียบ พวกเขาเริ่มวัดกระแสความเสียหายในพืช ส่วนต่างๆ ของใบ ลำต้น และผลจะมีประจุลบเสมอเมื่อเทียบกับเนื้อเยื่อปกติ

การทดลองที่น่าสนใจในเรื่องนี้ดำเนินการในปี 1912 โดย Beutner และ Loeb พวกเขาผ่าแอปเปิ้ลธรรมดาครึ่งหนึ่งแล้วเอาแกนออกมา แทนที่จะวางแกนไว้ อิเล็กโทรดถูกวางไว้ในแอปเปิ้ล และอิเล็กโทรดอันที่สองถูกนำไปใช้กับเปลือก กัลวาโนมิเตอร์แสดงแรงดันไฟฟ้าอีกครั้ง - แอปเปิ้ลทำงานเหมือนแบตเตอรี่ที่มีชีวิต

ต่อจากนั้นปรากฎว่าพบความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นระหว่างส่วนต่าง ๆ ของพืชที่ไม่บุบสลาย ตัวอย่างเช่นหลอดเลือดดำส่วนกลางของใบเกาลัดยาสูบฟักทองและพืชผลอื่น ๆ มีศักยภาพเชิงบวกเมื่อเทียบกับเนื้อใบสีเขียว

จากนั้น หลังจากกระแสความพ่ายแพ้ มันก็ถึงคราวของกระแสการกระทำที่จะเปิด วิธีคลาสสิกในการสาธิตพวกเขาพบโดย Galvani คนเดียวกัน

กบที่ต้องทนทุกข์ทรมานมายาวนานได้เตรียมการเตรียมกล้ามเนื้อและกล้ามเนื้อไว้ 2 ชิ้น เพื่อให้เส้นประสาทของอีกตัววางอยู่บนเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อของกบตัวหนึ่ง การระคายเคืองกล้ามเนื้อมัดแรกด้วยความเย็น ไฟฟ้า หรือสารเคมีบางอย่าง จะเห็นว่ากล้ามเนื้อมัดที่สองเริ่มหดตัวอย่างชัดเจนอย่างไร

แน่นอนว่าพวกเขาพยายามค้นหาสิ่งที่คล้ายกันในพืช อันที่จริง กระแสการกระทำถูกค้นพบในการทดลองกับก้านใบของใบมิโมซ่า ซึ่งเป็นพืชที่ทราบกันว่ามีความสามารถในการเคลื่อนไหวทางกลภายใต้อิทธิพลของสิ่งเร้าภายนอก ยิ่งไปกว่านั้น Burdon-Sanders ได้ผลลัพธ์ที่น่าสนใจที่สุดซึ่งศึกษากระแสการกระทำในใบปิดของพืชกินแมลง - flytrap ของดาวศุกร์ ปรากฎว่าในขณะที่พับใบไม้กระแสการกระทำเดียวกันนั้นจะเกิดขึ้นในเนื้อเยื่อเช่นเดียวกับในกล้ามเนื้อ

และท้ายที่สุด ปรากฎว่าศักย์ไฟฟ้าในพืชสามารถเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ณ จุดใดจุดหนึ่ง เช่น เมื่อเนื้อเยื่อบางชนิดตาย เมื่อนักวิจัยชาวอินเดีย Bose เชื่อมต่อส่วนด้านนอกและด้านในของถั่วเขียวและให้ความร้อนถึง 60°C กัลวาโนมิเตอร์บันทึกศักย์ไฟฟ้าที่ 0.5 โวลต์

บอสเองก็แสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับข้อเท็จจริงนี้ด้วยการพิจารณาดังต่อไปนี้:“ หากรวบรวมถั่วครึ่งหนึ่ง 500 คู่ตามลำดับที่แน่นอนในซีรีส์แรงดันไฟฟ้าสุดท้ายอาจเป็น 500 โวลต์ซึ่งค่อนข้างเพียงพอที่จะทำให้เหยื่อที่ไม่สงสัยถูกไฟฟ้าดูด มันคือ ดีที่คนทำอาหารไม่รู้ถึงอันตรายที่คุกคามเขาเวลาเตรียมอาหารจานพิเศษนี้ และโชคดีสำหรับเขาที่ถั่วไม่เรียงกันเป็นระเบียบ"

แบตเตอรี่เป็นแบบกรง เป็นที่เข้าใจได้ว่านักวิจัยมีความสนใจในคำถามที่ว่าแบตเตอรี่ที่มีชีวิตมีขนาดขั้นต่ำเท่าใด ในการทำเช่นนี้ บางคนเริ่มขูดช่องขนาดใหญ่ทั้งหมดภายในแอปเปิ้ลออก บางคนเริ่มบดถั่วเป็นชิ้นเล็กลงเรื่อยๆ จนกระทั่งชัดเจน: เพื่อที่จะไปถึงจุดสิ้นสุดของ "บันไดบด" นี้ จำเป็นต้องทำการวิจัยในระดับเซลล์

เยื่อหุ้มเซลล์มีลักษณะคล้ายเปลือกชนิดหนึ่งที่ประกอบด้วยเซลลูโลส

โมเลกุลของมันซึ่งเป็นสายโซ่โพลีเมอร์ยาวถูกพับเป็นมัดจนเกิดเป็นไมเซลล์คล้ายเกลียว ในทางกลับกันไมเซลล์จะสร้างโครงสร้างเส้นใย - ไฟบริล และจากการพันกันทำให้เกิดพื้นฐานของเยื่อหุ้มเซลล์

ช่องว่างระหว่างไฟบริลสามารถเต็มไปด้วยลิกนิน อะมิโลเพคติน เฮมิเซลลูโลส และสารอื่นๆ บางส่วนหรือทั้งหมด กล่าวอีกนัยหนึ่ง ตามที่นักเคมีชาวเยอรมัน Freudsenberg เคยกล่าวไว้ว่า “เยื่อหุ้มเซลล์มีลักษณะคล้ายกับคอนกรีตเสริมเหล็ก” ซึ่งเส้นไมเซลลาร์มีบทบาทในการเสริมแรง ส่วนลิกนินและสารตัวเติมอื่นๆ เป็นตัวแทนของคอนกรีตชนิดหนึ่ง

อย่างไรก็ตามมีความแตกต่างที่สำคัญที่นี่ "คอนกรีต" เติมเต็มช่องว่างระหว่างเส้นใยเพียงบางส่วนเท่านั้น พื้นที่ที่เหลือเต็มไปด้วย "สิ่งมีชีวิต" ของเซลล์ - โปรโตพลาสต์ สารเมือกของมัน - โปรโตพลาสซึม - มีสิ่งเจือปนขนาดเล็กและซับซ้อนซึ่งรับผิดชอบกระบวนการที่สำคัญที่สุดของชีวิต ตัวอย่างเช่น คลอโรพลาสต์มีหน้าที่ในการสังเคราะห์ด้วยแสง ไมโตคอนเดรียมีหน้าที่ในการหายใจ และนิวเคลียสมีหน้าที่ในการแบ่งตัวและการสืบพันธุ์ ยิ่งกว่านั้นโดยปกติชั้นของโปรโตพลาสซึมที่มีสารเหล่านี้อยู่ติดกับผนังเซลล์และภายในโปรโตพลาสต์นั้นจะมีแวคิวโอลในปริมาณที่มากขึ้นหรือน้อยลง - หยดสารละลายน้ำของเกลือและสารอินทรีย์ต่างๆ นอกจากนี้บางครั้งอาจมีแวคิวโอลหลายตัวในเซลล์

ส่วนต่างๆ ของเซลล์ถูกแยกออกจากกันด้วยแผ่นฟิล์มบางๆ ของเยื่อหุ้มเซลล์ ความหนาของเมมเบรนแต่ละอันมีเพียงไม่กี่โมเลกุล แต่ควรสังเกตว่าโมเลกุลเหล่านี้มีขนาดค่อนข้างใหญ่ ดังนั้นความหนาของเมมเบรนจึงสูงถึง 75-100 อังสตรอม (ค่าดูเหมือนจะมาก แต่อย่าลืมว่าอังสตรอมนั้นมีค่าเพียง 10" ซม. เท่านั้น)

อย่างไรก็ตามไม่ทางใดก็ทางหนึ่งสามารถแยกแยะชั้นโมเลกุลสามชั้นในโครงสร้างของเมมเบรน: ชั้นนอกสองชั้นถูกสร้างขึ้นโดยโมเลกุลโปรตีนและชั้นในซึ่งประกอบด้วยสารคล้ายไขมัน - ไขมัน การแบ่งหลายชั้นนี้ทำให้มีการเลือกเมมเบรน พูดง่ายๆ ก็คือ สารต่างๆ รั่วไหลผ่านเมมเบรนในอัตราที่ต่างกัน และช่วยให้เซลล์สามารถเลือกสารที่ต้องการมากที่สุดจากสภาพแวดล้อมโดยรอบและสะสมไว้ภายในได้

มีสารอะไรบ้าง! ดังที่แสดงไว้โดยการทดลองในห้องปฏิบัติการแห่งหนึ่งของสถาบันฟิสิกส์และเทคโนโลยีมอสโกภายใต้การนำของศาสตราจารย์ E.M. Trukhan เมมเบรนสามารถแยกประจุไฟฟ้าได้ อิเล็กตรอนผ่านไปด้านหนึ่ง ในขณะที่โปรตอนไม่สามารถทะลุผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ได้

ข้อเท็จจริงข้อนี้ตัดสินว่างานที่นักวิทยาศาสตร์ต้องทำนั้นซับซ้อนและละเอียดอ่อนเพียงใด แม้ว่าเราจะบอกว่าเมมเบรนประกอบด้วยโมเลกุลที่ค่อนข้างใหญ่ แต่ตามกฎแล้วความหนาจะต้องไม่เกิน 10 ซม. หรือหนึ่งในล้านของเซนติเมตร และไม่สามารถทำให้หนาขึ้นได้ มิฉะนั้น ประสิทธิภาพการแยกประจุจะลดลงอย่างรวดเร็ว

และความยากลำบากอีกอย่างหนึ่ง ในใบไม้สีเขียวธรรมดาคลอโรพลาสซึ่งเป็นชิ้นส่วนที่มีคลอโรฟิลล์ก็มีหน้าที่ในการถ่ายโอนประจุไฟฟ้าเช่นกัน และสารเหล่านี้ไม่เสถียรและใช้งานไม่ได้อย่างรวดเร็ว

ใบไม้สีเขียวในธรรมชาติมีอายุได้มากที่สุด 3-4 เดือน” พนักงานห้องปฏิบัติการคนหนึ่งซึ่งเป็นผู้สมัครสาขาวิทยาศาสตร์กายภาพและคณิตศาสตร์ V.B. Kireev บอกฉัน - แน่นอนว่าการสร้างโรงงานอุตสาหกรรมบนพื้นฐานที่จะผลิตกระแสไฟฟ้าตามสิทธิบัตรใบไม้เขียวนั้นไม่สมเหตุสมผล ดังนั้นเราจึงจำเป็นต้องค้นหาวิธีที่จะทำให้สารจากธรรมชาติมีความคงตัวและคงทนมากขึ้น หรือควรหาสารทดแทนสังเคราะห์แทน นั่นคือสิ่งที่เรากำลังดำเนินการอยู่ตอนนี้...

และเมื่อเร็ว ๆ นี้ความสำเร็จครั้งแรกก็มาถึง: มีการสร้างอะนาล็อกเทียมของเยื่อหุ้มธรรมชาติ พื้นฐานคือซิงค์ออกไซด์ นั่นคือสีขาวที่ธรรมดาที่สุดที่รู้จักกันดี...

นักขุดทอง. เมื่ออธิบายที่มาของศักย์ไฟฟ้าในพืช เราไม่สามารถหยุดเพียงแต่ระบุข้อเท็จจริงเท่านั้น “ไฟฟ้าจากพืช” เป็นผลมาจากการกระจายตัวของไอออนที่ไม่สม่ำเสมอ (แม้จะไม่สม่ำเสมอมาก!) ระหว่างส่วนต่างๆ ของเซลล์และสิ่งแวดล้อม คำถามก็เกิดขึ้นทันที: “เหตุใดความไม่สม่ำเสมอเช่นนี้จึงเกิดขึ้น?”

ตัวอย่างเช่นเป็นที่ทราบกันดีว่าสำหรับความต่างศักย์ที่เกิดขึ้นระหว่างเซลล์สาหร่ายและน้ำที่มันอาศัยอยู่นั้นมีความต่างศักย์ 0.15 โวลต์จำเป็นที่ความเข้มข้นของโพแทสเซียมในแวคิวโอลจะสูงกว่าใน "ทะเล" ประมาณ 1,000 เท่า น้ำ. แต่วิทยาศาสตร์ยังรู้ถึงกระบวนการแพร่กระจาย นั่นคือ ความปรารถนาโดยธรรมชาติของสารใดๆ ที่จะกระจายเท่าๆ กันตลอดปริมาตรที่มีอยู่ทั้งหมด ทำไมสิ่งนี้ถึงไม่เกิดขึ้นในพืช?

ในการค้นหาคำตอบสำหรับคำถามนี้ เราจะต้องกล่าวถึงหนึ่งในปัญหาสำคัญในชีวฟิสิกส์สมัยใหม่ นั่นคือปัญหาของการเคลื่อนย้ายไอออนอย่างแข็งขันผ่านเยื่อหุ้มชีวภาพ

มาเริ่มกันใหม่โดยแสดงรายการข้อเท็จจริงที่รู้จักกันดี ปริมาณเกลือบางชนิดในพืชมักจะสูงกว่าในดินหรือ (ในกรณีของสาหร่าย) ในสิ่งแวดล้อมเกือบทุกครั้ง ตัวอย่างเช่น สาหร่ายไนเทลลาสามารถสะสมโพแทสเซียมในความเข้มข้นที่สูงกว่าธรรมชาติหลายพันเท่า

นอกจากนี้พืชหลายชนิดไม่เพียงสะสมโพแทสเซียมเท่านั้น ตัวอย่างเช่นปรากฎว่าสาหร่าย Kadophora fracta มีปริมาณสังกะสี 6,000, แคดเมียม - 16,000, ซีเซียม - 35,000 และอิตเทรียม - สูงกว่าธรรมชาติเกือบ 120,000 เท่า

ข้อเท็จจริงนี้ทำให้นักวิจัยบางคนคิดเกี่ยวกับวิธีการขุดทองแบบใหม่ นี่คือวิธีที่ Gr แสดงให้เห็น Adamov ในหนังสือของเขาเรื่อง "The Secret of Two Oceans" - นวนิยายแนวผจญภัยแฟนตาซียอดนิยมที่เขียนขึ้นในปี 1939

เรือดำน้ำใหม่ล่าสุด "ไพโอเนียร์" แล่นผ่านมหาสมุทรสองแห่ง โดยหยุดเป็นครั้งคราวเพื่อจุดประสงค์ทางวิทยาศาสตร์ล้วนๆ ระหว่างจุดแวะพักหนึ่ง กลุ่มนักวิจัยเดินไปตามก้นทะเล แล้ว...

“ ทันใดนั้นนักสัตววิทยาก็หยุดปล่อยมือของ Pavlik แล้ววิ่งไปด้านข้างหยิบอะไรบางอย่างขึ้นมาจากด้านล่าง Pavlik เห็นว่านักวิทยาศาสตร์กำลังตรวจสอบเปลือกสีดำขนาดใหญ่ที่โค้งงออย่างประณีตโดยดันนิ้วโลหะของชุดอวกาศของเขาไว้ระหว่างปีกของมัน

หนักแค่ไหน... - นักสัตววิทยาพึมพำ - เหมือนเศษเหล็ก... แปลกจริงๆ...

นี่มันอะไรอาร์เซน ดาวิวิช?

พาฟลิค! - ทันใดนั้นนักสัตววิทยาก็ร้องอุทานเปิดประตูอย่างแรงและตรวจสอบเนื้อวุ้นที่อยู่ระหว่างพวกมันอย่างใกล้ชิด - Pavlik นี่คือสายพันธุ์ใหม่ของคลาส elasmobranchs วิทยาศาสตร์ไม่รู้จักโดยสิ้นเชิง...

ความสนใจในหอยลึกลับทวีความรุนแรงมากยิ่งขึ้นเมื่อนักสัตววิทยาประกาศว่าในขณะที่ศึกษาโครงสร้างของร่างกายและองค์ประกอบทางเคมีเขาพบทองคำที่ละลายอยู่ในเลือดจำนวนมหาศาลเนื่องจากน้ำหนักของหอยจึงผิดปกติ ”

ในกรณีนี้ นักเขียนนิยายวิทยาศาสตร์ไม่ได้ประดิษฐ์อะไรเป็นพิเศษ แท้จริงแล้ว ความคิดในการใช้สิ่งมีชีวิตต่างๆ เพื่อสกัดทองคำจากน้ำทะเล มีอยู่ช่วงหนึ่งที่ครอบงำจิตใจของหลาย ๆ คน ตำนานแพร่กระจายเกี่ยวกับปะการังและเปลือกหอยที่สะสมทองคำเกือบตัน

อย่างไรก็ตาม ตำนานเหล่านี้มีพื้นฐานมาจากข้อเท็จจริงที่เกิดขึ้นจริง ย้อนกลับไปในปี พ.ศ. 2438 Leversidge ได้วิเคราะห์ปริมาณทองคำในเถ้าสาหร่ายทะเลแล้วพบว่ามีปริมาณค่อนข้างสูง - 1 กรัมต่อเถ้า 1 ตัน ในช่วงก่อนสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง มีการเสนอโครงการหลายโครงการเพื่อสร้างพื้นที่เพาะปลูกใต้น้ำที่จะปลูกสาหร่าย "ทองคำ" อย่างไรก็ตามไม่มีการดำเนินการใดเลย

เมื่อตระหนักว่าการทำงานใดๆ ในมหาสมุทรโลกมีค่าใช้จ่ายค่อนข้างแพง นักขุดทองจากพืชพรรณจึงย้ายไปขึ้นบก ในช่วงทศวรรษที่ 30 กลุ่มของศาสตราจารย์บี. เนเมตส์ในเชโกสโลวาเกียได้ทำการวิจัยเกี่ยวกับขี้เถ้าของข้าวโพดหลากหลายพันธุ์ ดังนั้นผลการวิเคราะห์แสดงให้เห็นว่าชาวอินเดียถือว่าพืชชนิดนี้เป็นสีทองไม่ใช่เพื่ออะไร - ขี้เถ้าของมันมีโลหะมีตระกูลอยู่ค่อนข้างมาก: อีกครั้ง 1 กรัมต่อเถ้า 1 ตัน

อย่างไรก็ตามเนื้อหาในขี้เถ้าโคนต้นสนกลับกลายเป็นว่าสูงกว่านี้: มากถึง 11 กรัมต่อเถ้า 1 ตัน

เซลล์หุ่นยนต์ อย่างไรก็ตาม ในไม่ช้า “กระแสตื่นทอง” ก็สงบลง เนื่องจากไม่มีใครสามารถบังคับพืชให้สะสมทองคำในปริมาณที่มากขึ้น หรือพัฒนาวิธีที่ถูกพอที่จะสกัดออกมาได้ อย่างน้อยก็มาจากเถ้า แต่พืชยังคงถูกนำมาใช้เป็นตัวชี้วัดในการสำรวจทางธรณีวิทยา จนถึงทุกวันนี้ บางครั้งนักธรณีวิทยาก็มุ่งเน้นไปที่พืชบางชนิด ตัวอย่างเช่น เป็นที่ทราบกันดีว่าควินัวบางชนิดเติบโตได้ในดินที่มีเกลือมากเท่านั้น และนักธรณีวิทยาใช้ประโยชน์จากสถานการณ์นี้ในการสำรวจทั้งแหล่งสะสมเกลือและแหล่งสำรองน้ำมัน ซึ่งมักอยู่ใต้ชั้นเกลือ วิธีไฟโตจีโอเคมีคอลที่คล้ายกันใช้ในการค้นหาแหล่งสะสมของโคบอลต์ ซัลไฟด์ แร่ยูเรเนียม นิกเกิล โคบอลต์ โครเมียม และ... ทองคำชนิดเดียวกัน

และเห็นได้ชัดว่าถึงเวลาที่ต้องจดจำปั๊มเมมเบรนที่นักวิทยาศาสตร์ชื่อดังของเรา S.M. Martirosov เคยเรียกว่าเซลล์ biorobots ต้องขอบคุณพวกเขาที่สารบางชนิดถูกคัดเลือกผ่านเมมเบรน

สำหรับผู้ที่สนใจหลักการทำงานของปั๊มเมมเบรนอย่างจริงจัง ฉันอ้างอิงโดยตรงไปยังหนังสือ "Biopumps - Robot Cells?" ของ Martirosov โดยตรงซึ่งมีรายละเอียดปลีกย่อยจำนวนมากระบุไว้ในรายละเอียด 140 หน้าพร้อมสูตรและไดอะแกรม เราจะพยายามทำขั้นต่ำตรงนี้

“ปั๊มชีวภาพเป็นกลไกระดับโมเลกุลที่อยู่ภายในเมมเบรนและสามารถขนส่งสารโดยใช้พลังงานที่ปล่อยออกมาจากการสลายกรดอะดีโนซีน ไตรฟอสฟอริก (ATP) หรือใช้พลังงานประเภทอื่นใด” Martirosov เขียน และเพิ่มเติม: “จนถึงปัจจุบัน มีการสร้างความคิดเห็นว่ามีเพียงปั๊มไอออนเท่านั้นที่มีอยู่ในธรรมชาติ และเนื่องจากได้รับการศึกษามาเป็นอย่างดี เราจึงสามารถวิเคราะห์การมีส่วนร่วมในชีวิตของเซลล์ได้อย่างรอบคอบ”

การใช้กลอุบายและวิธีวงเวียนต่างๆ - อย่าลืมว่านักวิทยาศาสตร์ต้องจัดการกับวัตถุที่มีกล้องจุลทรรศน์หนา 10 ซม. นักวิทยาศาสตร์พยายามพิสูจน์ว่าปั๊มเมมเบรนไม่เพียงแต่มีคุณสมบัติในการแลกเปลี่ยนไอออนโซเดียมของเซลล์เป็นโพแทสเซียมไอออนจากภายนอกเท่านั้น สิ่งแวดล้อมแต่ยังทำหน้าที่เป็นแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้าอีกด้วย

เนื่องจากโดยทั่วไปแล้วปั๊มโซเดียมจะแลกเปลี่ยนไอออนโซเดียมสองตัวเป็นโพแทสเซียมไอออนสองตัว ดังนั้นดูเหมือนว่าไอออนหนึ่งตัวจะฟุ่มเฟือยประจุบวกส่วนเกินจะถูกลบออกจากเซลล์อย่างต่อเนื่องซึ่งนำไปสู่การสร้างกระแสไฟฟ้า

ปั๊มเมมเบรนเองได้รับพลังงานจากการทำงานที่ไหน? ในความพยายามที่จะตอบคำถามนี้ในปี 1966 ปีเตอร์ มิทเชลล์ นักชีวเคมีชาวอังกฤษได้ตั้งสมมติฐานขึ้น ซึ่งบทบัญญัติข้อหนึ่งระบุว่า: การดูดกลืนแสงโดยเซลล์ที่มีชีวิตย่อมนำไปสู่การสร้างกระแสไฟฟ้าในนั้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

สมมติฐานของชาวอังกฤษได้รับการพัฒนาโดยสมาชิกที่สอดคล้องกันของ Russian Academy of Sciences V.P. Skulachev, ศาสตราจารย์ E.N. Kondratyeva, N.S. Egorov และนักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ เริ่มเปรียบเทียบเมมเบรนกับตัวเก็บประจุ มีการชี้แจงว่ามีโปรตีนพิเศษในเมมเบรนที่แยกโมเลกุลของเกลือออกเป็นส่วนต่างๆ ที่เป็นไอออนที่มีประจุบวกและประจุลบ และสุดท้ายพวกมันก็จะไปอยู่คนละฝั่งกัน นี่คือวิธีที่ศักย์ไฟฟ้าสะสมซึ่งวัดได้ - เกือบหนึ่งในสี่ของโวลต์

นอกจากนี้หลักการของการวัดศักยภาพเองก็น่าสนใจเช่นกัน นักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานภายใต้การนำของ V.P. Skulachev ได้สร้างอุปกรณ์ตรวจวัดด้วยแสง ความจริงก็คือพวกเขาสามารถค้นหาสีย้อมที่เมื่อวางไว้ในสนามไฟฟ้า จะทำให้สเปกตรัมการดูดกลืนแสงเปลี่ยนไป นอกจากนี้ สีย้อมบางชนิด เช่น คลอโรฟิลล์ ก็มีอยู่ในเซลล์พืชอยู่ตลอดเวลา ดังนั้น ด้วยการวัดการเปลี่ยนแปลงของสเปกตรัม นักวิจัยจึงสามารถระบุขนาดของสนามไฟฟ้าได้

กล่าวกันว่าข้อเท็จจริงที่ดูเหมือนไม่มีนัยสำคัญเหล่านี้อาจตามมาด้วยผลที่ตามมาในทางปฏิบัติมหาศาล เมื่อเข้าใจคุณสมบัติของเมมเบรนและกลไกของปั๊มอย่างถ่องแท้แล้ว นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรจะผลิตสิ่งที่คล้ายคลึงกันขึ้นมาในสักวันหนึ่ง และสิ่งเหล่านี้ก็จะกลายเป็นพื้นฐานของโรงไฟฟ้าประเภทใหม่ - ทางชีวภาพ

ในสถานที่บางแห่งที่มีแสงแดดส่องถึงอยู่เสมอ - ตัวอย่างเช่นในที่ราบกว้างใหญ่หรือทะเลทราย - ผู้คนจะกระจายฟิล์มบาง ๆ แบบฉลุบนที่รองรับหลายร้อยจุดซึ่งสามารถครอบคลุมพื้นที่ได้หลายสิบตารางกิโลเมตร และจะมีหม้อแปลงและสายไฟรองรับตามปกติอยู่ใกล้ๆ และปาฏิหาริย์ทางเทคนิคอีกอย่างจะเกิดขึ้นตามสิทธิบัตรของธรรมชาติ “เครือข่ายเพื่อรับแสงแดด” จะเริ่มจ่ายไฟฟ้าเป็นประจำ โดยไม่ต้องดำเนินการใดๆ ไม่ว่าจะเป็นเขื่อนขนาดยักษ์ เช่น โรงไฟฟ้าพลังน้ำ หรือการใช้ถ่านหิน ก๊าซ และเชื้อเพลิงอื่นๆ เช่น โรงไฟฟ้าพลังความร้อน พระอาทิตย์ดวงเดียวก็เพียงพอแล้ว ซึ่งอย่างที่เราทราบกันดีว่าส่องสว่างให้เราฟรีๆ ในตอนนี้...

พืชฮันเตอร์

ตำนานเกี่ยวกับพืชกินเนื้อ “ อย่ากลัว ต้นไม้กินคน ซึ่งเป็น "การเชื่อมโยงที่หายไป" ระหว่างพืชและสัตว์ไม่มีอยู่จริง Lawrence Green นักเขียนชาวแอฟริกาใต้เห็นว่าจำเป็นต้องเตือนผู้อ่านของเขาทันที - และอาจมี เม็ดความจริงในตำนานอมตะเกี่ยวกับต้นไม้ลางร้าย ... "

เราจะพูดคุยเพิ่มเติมเกี่ยวกับสิ่งที่ผู้เขียนหมายถึงเมื่อเขาพูดถึง "เมล็ดพืชแห่งความจริง" แต่ก่อนอื่น เรามาพูดถึงตำนานกันก่อน

“... แล้วใบไม้ใหญ่ก็เริ่มลอยขึ้นอย่างช้าๆ หนักเหมือนบูมของปั้นจั่น พวกมันลุกขึ้นมาปิดทับเหยื่อด้วยแรงอัดไฮดรอลิกและด้วยความโหดเหี้ยมของเครื่องมือทรมาน อีกครู่หนึ่งต่อมา เมื่อเห็นใบใหญ่เบียดกันกับเพื่อนฝูงมากขึ้นเรื่อยๆ ก็เห็นกระแสน้ำกากน้ำตาลไหลลงมาตามต้นผสมกับเลือดของเหยื่อ เมื่อเห็นเช่นนี้ ฝูงคนป่าเถื่อนที่อยู่รอบๆ ตัวข้าพเจ้าก็กรีดร้องอย่างแหลมคม ล้อมรอบต้นไม้ทุกด้านและเริ่มกอดมัน แล้วแต่ละคนก็มีถ้วย ใบไม้ มือหรือลิ้น รวบรวมของเหลวมากพอที่จะบ้าคลั่งและบ้าดีเดือด…”

เขาไม่ลังเลเลยที่จะเสริมว่าต้นไม้นั้นดูเหมือนสับปะรดสูงแปดฟุต มันมีสีน้ำตาลเข้มและไม้ก็ดูแข็งเหมือนเหล็ก จากยอดกรวยมีใบไม้แปดใบห้อยลงมาที่พื้น ดูเหมือนประตูที่เปิดอยู่ห้อยอยู่บนบานพับ นอกจากนี้ แต่ละใบยังมีปลายแหลม และพื้นผิวก็มีหนามโค้งขนาดใหญ่ประอยู่

โดยทั่วไปแล้ว Lihe ไม่ได้จำกัดจินตนาการของเขาและยุติคำอธิบายอันน่าขนลุกเกี่ยวกับการเสียสละของมนุษย์ต่อพืชกินคนโดยกล่าวว่าใบของต้นไม้คงอยู่ในแนวตั้งเป็นเวลาสิบวัน

และเมื่อพวกเขาจมลงอีกครั้ง ตรงเท้าก็มีกะโหลกที่ถูกแทะจนหมด

การโกหกที่ไร้ยางอายนี้ทำให้เกิดการเคลื่อนไหวทางวรรณกรรมทั้งหมด เป็นเวลาเกือบครึ่งศตวรรษแล้วที่ไม่เคยพบเห็นความหลงใหลอะไรบนหน้าสิ่งพิมพ์ต่างๆ! แม้แต่นักเขียนชาวอังกฤษชื่อดังอย่างเฮอร์เบิร์ต เวลส์ ผู้ซึ่งบรรยายเหตุการณ์คล้าย ๆ กันในเรื่องราวของเขาเรื่อง "The Bloom of a Strange Orchid" ก็ไม่สามารถต้านทานสิ่งล่อใจนี้ได้

จำสิ่งที่เกิดขึ้นกับมิสเตอร์เวเธอร์เบิร์นคนหนึ่งซึ่งบางครั้งได้ซื้อเหง้าของกล้วยไม้เขตร้อนที่ไม่รู้จักและปลูกไว้ในเรือนกระจกของเขาหรือไม่? วันหนึ่งกล้วยไม้บาน และเวเธอร์เบิร์นก็วิ่งไปดูปาฏิหาริย์นี้ และด้วยเหตุผลบางอย่างเขาจึงยังคงอยู่ในเรือนกระจก เมื่อเวลาห้าโมงครึ่งตามกิจวัตรที่กำหนดไว้ทั้งหมด เจ้าของไม่ได้มาที่โต๊ะเพื่อดื่มชาแบบดั้งเดิม แม่บ้านจึงไปค้นหาว่าอะไรอาจทำให้เขาล่าช้าได้

“เขานอนอยู่ที่โคนกล้วยไม้แปลก ๆ รากอากาศคล้ายหนวดไม่ห้อยอยู่ในอากาศอีกต่อไป เมื่อมารวมกันแล้วเกิดเป็นเชือกสีเทาชนิดหนึ่ง ปลายผูกคาง คอ และคางของเขาไว้แน่น แขน

ตอนแรกเธอไม่เข้าใจ แต่แล้วฉันก็เห็นกระแสเลือดบางๆ อยู่ใต้หนวดนักล่าเส้นหนึ่ง…”

หญิงผู้กล้าหาญเริ่มต่อสู้กับพืชที่น่ากลัวทันที เธอทุบกระจกเรือนกระจกเพื่อกำจัดกลิ่นที่ทำให้มึนเมาในอากาศ จากนั้นจึงเริ่มลากร่างของเจ้าของ

“หม้อที่มีดอกกล้วยไม้น่ากลัวล้มลงกับพื้น ด้วยความดื้อรั้นมืดมน ต้นไม้ยังคงเกาะติดกับเหยื่อ พยายามดิ้นรนลากร่างพร้อมกับกล้วยไม้ไปยังทางออก แล้วจึงคิดจะฉีกรากที่ติดอยู่ออกหนึ่งอัน ทีละคน และภายในหนึ่งนาที เวเธอร์เบิร์นก็เป็นอิสระ เขาตัวซีดราวกับผ้า มีเลือดไหลออกมาจากบาดแผลมากมาย..."

นี่เป็นเรื่องราวเลวร้ายที่ปากกาของนักเขียนบรรยายไว้ อย่างไรก็ตาม มีความต้องการนักเขียนนิยายวิทยาศาสตร์เพียงเล็กน้อย เขาไม่เคยรับรองกับใครเลยว่าเรื่องราวของเขามีพื้นฐานมาจากข้อเท็จจริงในสารคดี

แต่คนอื่นก็ทนจนสุดท้าย...

และสิ่งที่น่าประหลาดใจก็คือ แม้แต่นักวิทยาศาสตร์ที่จริงจังก็เชื่อ “หลักฐานเชิงสารคดี” ของพวกเขาด้วย ไม่ว่าในกรณีใด บางคนพยายามค้นหาพืชนักล่าบนโลกของเรา และฉันต้องบอกว่าในที่สุดความพยายามของพวกเขาก็... ประสบความสำเร็จ! มีการค้นพบพืชนักล่าจริง

นักล่าในหนองน้ำ โชคดีสำหรับคุณและฉัน พืชชนิดนี้ไม่ได้กินเหยื่อที่เป็นมนุษย์หรือแม้แต่สัตว์ แต่กินแมลงเท่านั้น

ปัจจุบัน หนังสือเรียนวิชาพฤกษศาสตร์มักกล่าวถึงแมลงวันวีนัส ซึ่งเป็นพืชที่พบในหนองน้ำของรัฐนอร์ธแคโรไลนา ในสหรัฐอเมริกา ใบของมันสิ้นสุดในแผ่นกลมหนาขอบซึ่งเรียงรายไปด้วยฟันแหลมคม และพื้นผิวของใบมีดนั้นมีขนแปรงที่ละเอียดอ่อนประอยู่ แมลงทั้งหมดที่ต้องทำคือนั่งบนใบไม้ที่มีกลิ่นหอมมาก และฟันครึ่งหนึ่งก็เปิดออกเหมือนกับดักจริงๆ

ใบของหยาดน้ำค้างเป็นพืชกินแมลงที่เติบโตในพรุพรุของรัสเซีย ดูเหมือนแปรงสำหรับนวดศีรษะ ซึ่งมีขนาดเล็กเท่านั้น ขนแปรงที่มีส่วนบวมเป็นทรงกลมยื่นออกมาทั่วทั้งพื้นผิวของใบมีด ที่ปลายขนแปรงแต่ละอันจะมีของเหลวหยดหนึ่งออกมาเหมือนหยดน้ำค้าง (จึงเป็นที่มาของชื่อ) ขนแปรงเหล่านี้ทาสีแดงสด และตัวหยดเองก็ส่งกลิ่นหอมหวาน...

โดยทั่วไปแล้วมันเป็นแมลงหายากที่จะต้านทานการล่อลวงให้ตรวจใบเพื่อหาน้ำหวาน

ถ้าอย่างนั้นเหตุการณ์ก็พัฒนาขึ้นตามสถานการณ์นี้ แมลงวันที่เต็มไปด้วยโคลนจะเกาะอุ้งเท้าของมันเข้ากับน้ำเหนียวๆ ทันที และขนแปรงก็เริ่มโค้งงอเข้าไปในใบไม้ และยังจับเหยื่ออีกด้วย หากยังไม่เพียงพอใบมีดก็จะม้วนขึ้นราวกับพันแมลง

จากนั้นใบจะเริ่มหลั่งกรดฟอร์มิกและเอนไซม์ย่อยอาหาร ภายใต้อิทธิพลของกรดแมลงจะหยุดกระพือในไม่ช้าจากนั้นเนื้อเยื่อของมันจะเปลี่ยนเป็นสถานะที่ละลายน้ำได้และถูกดูดซับโดยพื้นผิวของใบด้วยความช่วยเหลือของเอนไซม์

กล่าวโดยสรุป ธรรมชาติได้ทำงานอย่างหนักเพื่อประดิษฐ์อุปกรณ์ตกปลาสำหรับพืชกินแมลง คุณเห็นไหมว่าซัพพลายเออร์ของสินค้าแปลกใหม่มีเหตุผลที่จะอธิบายรายละเอียดที่กระตุ้นประสาทของผู้อ่าน แทนที่แมลงด้วยเหยื่อมนุษย์ และกลิ้งไปหน้าแล้วหน้าเล่า...

อย่างไรก็ตาม เราไม่ได้พูดถึงเกรย์ฮาวด์ที่นี่ แต่เกี่ยวกับอุปกรณ์ตกปลาที่คิดค้นโดยธรรมชาติ บางส่วนเป็นแบบออกฤทธิ์เดี่ยว - เช่นใบของพืชน้ำ Aldrovanda จะตายทันทีหลังจากจับและย่อยเหยื่อ

อื่นๆสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ นอกจากนี้ ยังมีพืชน้ำอีกชนิดหนึ่งที่เรียกว่า utricularia ใช้กลอุบายดังกล่าวในกับดักของมัน ตัวกับดักนั้นเป็นถุงที่มีทางเข้าแคบซึ่งปิดด้วยวาล์วพิเศษ พื้นผิวด้านในของถุงถูกปกคลุมด้วยต่อมซึ่งเป็นปั๊มชนิดหนึ่งซึ่งเป็นรูปแบบที่สามารถดูดน้ำออกจากโพรงได้อย่างเข้มข้น นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้นทันทีที่เหยื่อ - สัตว์จำพวกครัสเตเชียนหรือแมลง - สัมผัสขนอย่างน้อยหนึ่งเส้นที่รูทางเข้า วาล์วเปิดขึ้นมีกระแสน้ำไหลเข้าไปในโพรงและอุ้มเหยื่อไปด้วย จากนั้นวาล์วปิด น้ำจะถูกดูดออก และเริ่มรับประทานอาหารได้เลย...

ในช่วงไม่กี่ปีมานี้ นักวิทยาศาสตร์พบว่าจำนวนนักล่าแมลงในโลกพืชมีมากกว่าที่คิดไว้มาก จากการศึกษาพบว่า แม้แต่มันฝรั่ง มะเขือเทศ และยาสูบที่รู้จักกันดีก็สามารถจัดอยู่ในประเภทนี้ได้ พืชเหล่านี้ทั้งหมดมีขนขนาดเล็กที่มีหยดกาวบนใบซึ่งไม่เพียงแต่สามารถจับแมลงได้เท่านั้น แต่ยังผลิตเอนไซม์สำหรับย่อยสารอินทรีย์จากสัตว์อีกด้วย

นักกีฏวิทยา เจ. บาร์เบอร์ ซึ่งศึกษายุงที่มหาวิทยาลัยนิวออร์ลีนส์ (สหรัฐอเมริกา) ค้นพบว่าลูกน้ำของยุงมักเกาะติดอยู่บนพื้นผิวที่เหนียวของเมล็ดพืชในถุงเลี้ยงแกะ

เมล็ดผลิตสารเหนียวบางชนิดที่ดึงดูดตัวอ่อน ถ้าอย่างนั้นทุกอย่างก็เกิดขึ้นตามเทคโนโลยีที่เป็นที่ยอมรับ: เมล็ดจะหลั่งเอนไซม์จากนั้นจึงใช้ปุ๋ยที่ได้เพื่อการพัฒนาถั่วงอกที่ดีขึ้น

แม้แต่สับปะรดก็ยังต้องสงสัยว่าเป็นสัตว์กินเนื้อ น้ำฝนมักจะสะสมที่โคนใบและสิ่งมีชีวิตในน้ำขนาดเล็กสืบพันธุ์ที่นั่น - ซิลิเอต โรติเฟอร์ ตัวอ่อนของแมลง... นักวิจัยบางคนเชื่อว่าสิ่งมีชีวิตส่วนหนึ่งไปเลี้ยงพืช

แนวป้องกันสามแนว หลังจากที่นักวิทยาศาสตร์เข้าใจปรากฏการณ์แล้ว ก็มักจะมีคำถามเกิดขึ้นว่า จะทำอย่างไรกับความรู้ที่ได้รับ? แน่นอนว่าเราสามารถแนะนำได้: ในสถานที่ที่มียุงจำนวนมาก ให้ปลูกหยาดน้ำค้างและสวนเลี้ยงแกะ นอกจากนี้คุณยังสามารถดำเนินการได้อย่างมีไหวพริบมากขึ้น: ใช้วิธีการทางพันธุวิศวกรรมเพื่อปลูกพืชเพาะปลูกหรือพัฒนาทักษะที่มีอยู่แล้วในการต่อสู้กับศัตรูพืชทางการเกษตรอย่างอิสระ ตัวอย่างเช่น ด้วงมันฝรั่งโคโลราโดโจมตีพุ่มไม้มันฝรั่ง และยำยำนั้น - และไม่มีด้วง ไม่จำเป็นต้องใช้ยาฆ่าแมลงหรือความยุ่งยากที่ไม่จำเป็น และรับประกันผลผลิตที่เพิ่มขึ้นอันเป็นผลมาจากการใส่ปุ๋ยเพิ่มเติม และคุณยังไปไกลกว่านั้นได้: พัฒนาความสามารถในการป้องกันในพืชที่ปลูกทั้งหมดโดยไม่มีข้อยกเว้น ยิ่งไปกว่านั้น พวกเขาจะสามารถป้องกันตัวเองไม่เพียงแต่จากที่มองเห็นได้เท่านั้น แต่ยังป้องกันศัตรูที่มองไม่เห็นอีกด้วย

ดังนั้นมันฝรั่งมะเขือเทศและตัวแทนอื่น ๆ ของตระกูล nightshade นอกเหนือจากอาวุธทางกายภาพแล้วยังสามารถใช้อาวุธเคมีและชีวภาพกับศัตรูพืชได้ ตัวอย่างเช่น ในการตอบสนองต่อการติดเชื้อจากเชื้อรา พืชจะก่อให้เกิดไฟโตอะเลซิน 2 ชนิดจากกลุ่มเทอร์พีนอยด์ในทันที ได้แก่ ริชเชตินและลิวบิน ครั้งแรกถูกค้นพบโดยนักวิจัยชาวญี่ปุ่น และตั้งชื่อตามพันธุ์มันฝรั่ง Richeri ซึ่งสารประกอบนี้ถูกค้นพบครั้งแรก อันที่สอง - Lyubimets - ถูกค้นพบครั้งแรกโดยนักวิจัยในประเทศจากห้องปฏิบัติการของ Metlitsky ในหัวของพันธุ์ Lyubimets

แน่นอนว่าชื่อนี้

ปรากฎว่ากลไกการป้องกันไม่ได้ผลเสมอไป เพื่อเริ่มกระบวนการสร้างไฟโตอะเลกซิน พืชต้องการการกระตุ้นจากภายนอก แรงผลักดันดังกล่าวอาจมาจากการรักษาสวนมันฝรั่งด้วยทองแดงในปริมาณไมโครโดส ซึ่งเป็นวิธีหลักในการป้องกันโรคใบไหม้ในช่วงปลายวันนี้ แต่จะดียิ่งขึ้นไปอีกหากพืชเปิดตัวกลไกการป้องกันของตัวเองหากจำเป็น

ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์จึงกำลังค้นหาและพยายามสร้างไมโครเซนเซอร์ที่จะทำงานได้เร็วเท่ากับเส้นขนบนใบของกาบหอยแครง

แน่นอนว่าในกรณีนี้ เรื่องนี้มีความซับซ้อนอย่างมาก เนื่องจากการวิจัยจะต้องดำเนินการในระดับโมเลกุล-พันธุกรรม แต่มันยังเป็นจุดสิ้นสุดของศตวรรษที่ 20 และนักวิจัยสามารถดำเนินการกับแต่ละอะตอมได้แล้ว จึงมีความหวังอย่างแท้จริง: ในช่วงต้นศตวรรษหน้า คนงานในภาคเกษตรกรรมจะลืมเกี่ยวกับยาฆ่าแมลงและแมลงศัตรูพืช เช่นเดียวกับเมื่อต้นศตวรรษของเรา ตำนานเกี่ยวกับพืชกินเนื้อคนค่อยๆ ถูกลืมไป

แล้วหญ้ามีเส้นประสาทไหม?

ไฮดรอลิกกำลังทำงาน ดังนั้นเราจึงพบว่ามีกลุ่มอาหารสัตว์จำนวนมากในโลกของพืช - หลายสิบหรือหลายร้อยสายพันธุ์ กลไกที่เปิดใช้งานกับดักของพวกเขาคืออะไร? โดยทั่วไปแล้วพืชสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างไร โดยยกใบขึ้นและลดระดับลงเหมือนเฮลิโอโทรป หมุนช่อดอกไปตามดวงอาทิตย์เหมือนดอกทานตะวัน หรือกระจายหน่อที่คืบคลานไปทุกทิศทางอย่างไม่รู้จักเหน็ดเหนื่อย เช่น แบล็กเบอร์รี่หรือฮ็อพ

“ ตั้งแต่ขั้นตอนแรกสุดเขาต้องแก้ไขปัญหาเพิ่มเติมเมื่อเปรียบเทียบกับดอกแดนดิไลออนหรือตำแยที่เติบโตอย่างใกล้ชิด” Vladimir Soloukhin เขียนเกี่ยวกับการกระโดด “ ดอกแดนดิไลอันอาจมีงานที่ซับซ้อนพอ ๆ กันในตัวเอง แต่ในตอนแรกก็ยังต้องการแค่ "จงเติบโต นั่นคือ สร้างดอกกุหลาบและไล่ก้านออกเป็นท่อ ให้ความชื้นแก่มัน ให้แสงอาทิตย์แก่มัน และให้ที่ใต้ดวงอาทิตย์ด้วย จงอยู่ในที่แห่งนี้และเติบโตเพื่อตนเอง ใช้ชีวิตให้สนุก.

มันเป็นเรื่องที่แตกต่างกับการกระโดด แม้จะโผล่หัวขึ้นมาจากพื้นเพียงเล็กน้อยก็จะต้องมองไปรอบ ๆ และคุ้ยหาไปรอบ ๆ มองหาสิ่งที่จะคว้าสิ่งที่จะพิงไว้เป็นเครื่องค้ำจุนทางโลกที่เชื่อถือได้” และต่อไป: “ความปรารถนาตามธรรมชาติของทุก ๆ หน่อที่จะเติบโตขึ้นไป ก็มีชัยที่นี่เช่นกัน แต่หลังจากผ่านไปห้าสิบเซนติเมตร หน่อที่หนักและอ้วนก็เกาะติดกับพื้น ปรากฎว่ามันไม่เติบโตในแนวตั้งหรือแนวนอน แต่เติบโตตามแนวโค้งเป็นส่วนโค้ง

ส่วนโค้งยืดหยุ่นนี้สามารถคงไว้ได้ระยะหนึ่ง แต่ถ้าการยิงนั้นมีความยาวเกินหนึ่งเมตรและยังหาอะไรจับไม่ได้ มันก็จะต้องนอนราบกับพื้นแล้วคลานไปตามมันโดยไม่ได้ตั้งใจ เฉพาะส่วนที่เติบโตและค้นหาของเขาเท่านั้นที่จะยังคงอยู่เช่นเดิมและมุ่งเป้าขึ้นไปด้านบนเสมอ กระโดดคลานไปตามพื้นดินคว้าสมุนไพรที่กำลังจะมาถึง แต่พวกมันกลับกลายเป็นว่าค่อนข้างอ่อนแอสำหรับมันและมันคลานคลานไปไกลขึ้นเรื่อย ๆ คลำต่อหน้าตัวเองด้วยปลายที่ละเอียดอ่อน

คุณจะทำอย่างไรถ้าคุณพบว่าตัวเองอยู่ในความมืดหากต้องเดินไปข้างหน้าและคลำหาลูกบิดประตู?

แน่นอนว่าคุณจะต้องเคลื่อนไหวแบบหมุนและคลำโดยยื่นแขนไปข้างหน้า การปลูกฮอปส์ก็ทำเช่นเดียวกัน ปลายที่หยาบและดูเหมือนติดทันทีจะเคลื่อนไปข้างหน้าหรือขึ้นด้านบนอย่างต่อเนื่องโดยหมุนตามเข็มนาฬิกาซ้ำซากจำเจ และถ้าคุณบังเอิญเจอต้นไม้ เสาโทรเลข ท่อระบายน้ำ เสาที่ตั้งใจไว้ หรือวัตถุแนวตั้งใดๆ เล็งไปที่ท้องฟ้า การกระโดดอย่างรวดเร็วภายในวันเดียวก็บินขึ้นไปถึงจุดสูงสุด และปลายที่โตขึ้นก็คลำไปอีกครั้ง เองในที่ว่าง..."

อย่างไรก็ตาม ผู้ฝึกหัดอ้างว่าบ่อยครั้งที่ฮ็อพดูเหมือนจะรับรู้ได้ว่าให้การสนับสนุนตรงไหน และก้านส่วนใหญ่มุ่งไปในทิศทางนั้น

และเมื่อหนึ่งในลำต้นของ Soloukhin จงใจไม่จับบนเกลียวที่ทอดยาวจากพื้นถึงหลังคาบ้านดังนั้นเขาผู้น่าสงสารจึงคลานไปทั่วสนามสนามหญ้าและกองขยะเพื่อค้นหาการสนับสนุน ชวนให้นึกถึงชายคนหนึ่งเอาชนะหล่มและเกือบจะถูกดูดเข้าไปในนั้น

ร่างกายของเขาติดอยู่ในโคลนและน้ำ แต่เขาพยายามอย่างสุดความสามารถเพื่อให้หัวอยู่เหนือน้ำ

“ฉันจะพูดตรงนี้” ผู้เขียนสรุปเรื่องราวของเขา “มีใครอีกบ้างที่การกระโดดครั้งนี้ทำให้ฉันนึกถึง หากไม่มีอันตรายจากการเปลี่ยนจากบันทึกที่ไร้เดียงสาเกี่ยวกับหญ้าไปสู่อาณาจักรของนวนิยายแนวจิตวิทยา”

ผู้เขียนกลัวความสัมพันธ์โดยไม่สมัครใจที่เกิดขึ้นในตัวเขา แต่นักวิทยาศาสตร์อย่างที่เราจะได้เห็นในภายหลังกลับไม่เป็นเช่นนั้น แต่ก่อนอื่น ลองคิดถึงคำถามนี้: "แรงอะไรที่ทำให้ฮ็อพและพืชชนิดอื่นเติบโต ทำให้มันโค้งงอไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง"

เห็นได้ชัดว่าในโลกของพืชไม่มีสปริงเหล็กหรือองค์ประกอบยืดหยุ่นอื่นๆ ที่จะยึด “กับดัก” ของมันให้เข้าที่ ดังนั้นพืชจึงมักใช้ระบบชลศาสตร์ในกรณีเช่นนี้ โดยทั่วไปแล้วปั๊มและตัวขับเคลื่อนไฮดรอลิกจะทำหน้าที่หลักในโรงงาน ด้วยความช่วยเหลือของพวกเขา ตัวอย่างเช่น ความชื้นจะเพิ่มขึ้นจากใต้ดินไปจนถึงด้านบนสุดของศีรษะ ซึ่งบางครั้งเอาชนะความแตกต่างหลายสิบเมตร ซึ่งเป็นผลลัพธ์ที่นักออกแบบปั๊มทั่วไปทุกคนไม่สามารถทำได้ ยิ่งไปกว่านั้น ปั๊มธรรมชาติต่างจากปั๊มแบบกลไกตรงที่ทำงานเงียบสนิทและประหยัดมาก

พืชยังใช้ระบบไฮดรอลิกส์เพื่อดำเนินการเคลื่อนไหวของตัวเอง เพียงจำ "นิสัย" เดียวกันของดอกทานตะวันธรรมดาในการหมุนตะกร้าตามการเคลื่อนไหวของแสงสว่าง การเคลื่อนไหวนี้มั่นใจอีกครั้งด้วยระบบขับเคลื่อนไฮดรอลิก

เอ่อ อยากรู้ว่ามันทำงานยังไงคะ?

ปรากฎว่าชาร์ลส์ ดาร์วินพยายามตอบคำถามนี้ เขาแสดงให้เห็นว่าแต่ละกิ่งเลื้อยของพืชมีพลังในการเคลื่อนไหวที่เป็นอิสระ ตามสูตรของนักวิทยาศาสตร์ “พืชจะได้รับและแสดงพลังงานนี้เฉพาะเมื่อมันให้ประโยชน์แก่พวกมันเท่านั้น”

นักชีววิทยาชาวเวียนนาผู้มีความสามารถซึ่งมีนามสกุลแบบกอลิคคือ Raoul France พยายามพัฒนาแนวคิดนี้ เขาแสดงให้เห็นว่ารากที่มีลักษณะคล้ายหนอนซึ่งเคลื่อนตัวลงสู่ดินตลอดเวลา รู้แน่ชัดว่าจะย้ายไปที่ไหนเนื่องจากมีห้องกลวงเล็กๆ ซึ่งก้อนแป้งสามารถห้อยอยู่ได้ ซึ่งบ่งบอกถึงทิศทางของแรงโน้มถ่วง

ถ้าพื้นดินแห้ง รากจะหันไปทางดินชื้น ทำให้เกิดพลังงานเพียงพอที่จะเจาะผ่านคอนกรีตได้ นอกจากนี้ เมื่อเซลล์เจาะบางเซลล์เสื่อมสภาพเนื่องจากการสัมผัสกับหิน กรวด ทราย เซลล์เหล่านี้จะถูกแทนที่ด้วยเซลล์ใหม่อย่างรวดเร็ว เมื่อรากได้รับความชื้นและแหล่งสารอาหาร รากจะตายและต้องถูกแทนที่ด้วยเซลล์ที่ออกแบบมาเพื่อดูดซับเกลือแร่และน้ำ

ฝรั่งเศสกล่าวว่าไม่มีพืชชนิดใดที่สามารถดำรงอยู่ได้โดยปราศจากการเคลื่อนไหว การเติบโตใดๆ ก็ตามเป็นลำดับของการเคลื่อนไหว พืชมักจะยุ่งอยู่กับการโค้งงอ หมุน และกระพือปีกอยู่ตลอดเวลา เมื่อไม้เลื้อยของการกระโดดแบบเดียวกันซึ่งหมุนเป็นวงกลมเต็มใน 67 นาทีพบการสนับสนุนจากนั้นภายในเวลาเพียง 20 วินาทีก็เริ่มพันรอบมันและหลังจากผ่านไปหนึ่งชั่วโมงมันก็ถูกพันแน่นจนยากที่จะฉีกออก

นั่นคือพลังไฮดรอลิกที่มีเท่าไหร่ ยิ่งไปกว่านั้น Charles Darwin คนเดียวกันพยายามค้นหาว่ากลไกการเคลื่อนไหวดำเนินไปอย่างไร เขาค้นพบว่าเซลล์ผิวของก้านใบหยาดน้ำค้างมีแวคิวโอลขนาดใหญ่หนึ่งเซลล์ที่เต็มไปด้วยน้ำเลี้ยงเซลล์ เมื่อระคายเคือง มันจะแบ่งออกเป็นแวคิวโอลเล็กๆ ที่มีรูปร่างแปลกประหลาดจำนวนหนึ่ง ราวกับพันกัน และต้นไม้ก็ม้วนใบใส่ถุง

ความคิด "ปลุกปั่น" ของนักวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ แน่นอนว่าเรายังต้องเข้าใจและเข้าใจความซับซ้อนของกระบวนการดังกล่าว ยิ่งไปกว่านั้น นักพฤกษศาสตร์ ไฮดรอลิก และ... วิศวกรอิเล็กทรอนิกส์ ควรทำร่วมกัน! ในความเป็นจริงเรายังไม่ได้พูดอะไรเกี่ยวกับหลักการทำงานของเซ็นเซอร์เหล่านั้นตามสัญญาณที่กลไกกับดักเริ่มทำงาน

เป็นอีกครั้งที่ Charles Darwin เป็นหนึ่งในคนกลุ่มแรกๆ ที่ให้ความสนใจปัญหานี้ ผลการวิจัยของเขานำเสนอเป็นหนังสือสองเล่ม ได้แก่ “พืชแมลง” และ “ความสามารถในการเคลื่อนไหวในพืช”

สิ่งแรกที่ดาร์วินประหลาดใจอย่างยิ่งคือความไวที่สูงมากของอวัยวะของสัตว์กินแมลงและพืชปีนเขา ตัวอย่างเช่น การเคลื่อนไหวของใบหยาดน้ำค้างเกิดจากเส้นผมชิ้นหนึ่งที่มีน้ำหนัก 0.000822 มก. ซึ่งสัมผัสกับหนวดในช่วงเวลาสั้น ๆ ความไวต่อการสัมผัสมีไม่น้อยในเถาวัลย์บางชนิด ดาร์วินสังเกตการโค้งงอของหนวดภายใต้อิทธิพลของผลหม่อนที่มีน้ำหนักเพียง 0.00025 มก.!

แน่นอนว่าความไวสูงเช่นนี้ไม่สามารถเกิดขึ้นได้จากอุปกรณ์กลไกล้วนๆ ที่มีอยู่ในสมัยของดาร์วิน ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงมองหาความคล้ายคลึงกับสิ่งที่เขาเห็นอีกครั้งในโลกแห่งสิ่งมีชีวิต เขาเปรียบเทียบความไวของพืชกับการระคายเคืองของเส้นประสาทของมนุษย์ นอกจากนี้เขายังตั้งข้อสังเกตอีกว่าปฏิกิริยาดังกล่าวไม่เพียงแต่มีความละเอียดอ่อนสูงเท่านั้น แต่ยังเลือกสรรอีกด้วย ตัว อย่าง เช่น ทั้ง หนวด ของ หยาดน้ำค้าง หรือ กิ่ง เลื้อย ของ ต้นไม้ เลื้อย ไม่ ไม่ มี ปฏิกิริยา ต่อ แรง กระทบ ของ เม็ด ฝน.

และต้นไม้ปีนเขาแบบเดียวกันตามที่ฝรั่งเศสระบุว่าต้องการการสนับสนุนจะคลานไปยังต้นที่ใกล้ที่สุดอย่างดื้อรั้น

ทันทีที่มีการย้ายการสนับสนุนนี้ เถาวัลย์จะเปลี่ยนความคืบหน้าภายในไม่กี่ชั่วโมงและหันกลับมาหามันอีกครั้ง แต่พืชจะรับรู้ได้อย่างไรว่าพืชจะต้องเคลื่อนที่ไปในทิศทางใด?

ข้อเท็จจริงทำให้เราคิดถึงความเป็นไปได้ของการดำรงอยู่ในพืชไม่เพียงแต่สิ่งที่คล้ายกับระบบประสาทเท่านั้น แต่ยังรวมถึงพื้นฐานด้วย... ข้อควรพิจารณา!

เป็นที่ชัดเจนว่าความคิด "ปลุกปั่น" ดังกล่าวทำให้เกิดพายุในโลกวิทยาศาสตร์ ดาร์วินแม้จะได้รับอำนาจสูงหลังจากทำงานเรื่อง Origin of Species เสร็จ ก็ถูกกล่าวหาว่าไร้ความคิดอย่างอ่อนโยน

ตัวอย่างเช่นนี่คือสิ่งที่ผู้อำนวยการสวนพฤกษศาสตร์เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก R.E. Regel เขียนเกี่ยวกับเรื่องนี้:“ ดาร์วินนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษผู้โด่งดังได้หยิบยกสมมติฐานที่ชัดเจนเมื่อไม่นานมานี้ว่ามีพืชที่จับแมลงและกินพวกมันด้วยซ้ำ แต่ถ้าเรา เปรียบเทียบทุกสิ่งที่รู้มาด้วยกัน แล้วเราก็ต้องสรุปว่าทฤษฎีของดาร์วินเป็นหนึ่งในทฤษฎีที่นักพฤกษศาสตร์และนักวิทยาศาสตร์ธรรมชาติผู้มีเหตุผลทุกคนคงหัวเราะเยาะ..."

อย่างไรก็ตาม ประวัติศาสตร์ก็ค่อยๆ ทำให้ทุกสิ่งเข้าที่ และวันนี้เรามีเหตุผลที่จะเชื่อว่าดาร์วินเข้าใจผิดในงานทางวิทยาศาสตร์ที่เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไปของเขาเกี่ยวกับต้นกำเนิดของสปีชีส์มากกว่าหนังสือเล่มสุดท้ายของเขาเกี่ยวกับการเคลื่อนไหวของพืช นักวิทยาศาสตร์สมัยใหม่จำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ ได้ข้อสรุปว่าบทบาทของวิวัฒนาการในคำสอนของดาร์วินนั้นเกินความจริง แต่สำหรับการมีอยู่ของความรู้สึกในพืชและบางทีอาจเป็นพื้นฐานของการคิดก็มีบางอย่างที่ต้องคำนึงถึงเมื่อพิจารณาจากข้อเท็จจริงที่สะสมมาตลอดศตวรรษของเรา

ภาพล้อเลียนของเซลล์ ครั้งหนึ่งดาร์วินไม่เพียงแต่มีคู่ต่อสู้เท่านั้น แต่ยังมีผู้สนับสนุนด้วย ตัวอย่างเช่นในปี พ.ศ. 2430 V. Burdon-Sanderson ได้สร้างข้อเท็จจริงที่น่าอัศจรรย์: เมื่อระคายเคืองต่อใบไม้ของแมลงวันวีนัสปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าก็เกิดขึ้นซึ่งชวนให้นึกถึงปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นเมื่อการกระตุ้นแพร่กระจายในเส้นใยประสาทและกล้ามเนื้อของสัตว์

การส่งผ่านสัญญาณไฟฟ้าในโรงงานได้รับการศึกษาในรายละเอียดมากขึ้นโดยนักวิจัยชาวอินเดีย J.C. Bose (คนเดียวกับที่ทำให้เชฟตกใจด้วยไฟฟ้าจากถั่ว) โดยใช้ตัวอย่างของผักกระเฉด กลายเป็นวัตถุที่สะดวกกว่าในการศึกษาปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าในใบไม้มากกว่าหยาดน้ำค้างหรือแมลงวันวีนัส

Bos ได้ออกแบบเครื่องมือหลายอย่างที่ทำให้สามารถบันทึกช่วงเวลาของปฏิกิริยาการระคายเคืองได้อย่างแม่นยำ ด้วยความช่วยเหลือของพวกเขา เขาสามารถระบุได้ว่าต้นไม้ตอบสนองต่อการสัมผัส แม้ว่าจะรวดเร็วแต่ไม่เกิดขึ้นทันที โดยระยะเวลาหน่วงคือประมาณ 0.1 วินาที และความเร็วของปฏิกิริยานี้เทียบได้กับความเร็วของปฏิกิริยาทางประสาทของสัตว์หลายชนิด

ระยะเวลาของการหดตัวซึ่งก็คือเวลาในการพับแผ่นทั้งหมดจะเท่ากับค่าเฉลี่ย 3 วินาที

ยิ่งไปกว่านั้น ผักกระเฉดยังมีปฏิกิริยาแตกต่างกันในแต่ละช่วงเวลาของปี: ในฤดูหนาวดูเหมือนว่าจะหลับไปในฤดูร้อนก็จะตื่นขึ้น

นอกจากนี้เวลาตอบสนองยังได้รับอิทธิพลจากยาหลายชนิดและแม้แต่... แอลกอฮอล์! ในที่สุด นักวิจัยชาวอินเดียก็ได้ค้นพบว่ามีความคล้ายคลึงกันระหว่างปฏิกิริยาต่อแสงในพืชและในเรตินาของสัตว์ เขาพิสูจน์ว่าพืชตรวจพบความเหนื่อยล้าในลักษณะเดียวกับกล้ามเนื้อของสัตว์

“ตอนนี้ฉันรู้แล้วว่าพืชมีการหายใจโดยไม่มีปอดหรือเหงือก การย่อยอาหารโดยไม่มีท้อง และการเคลื่อนไหวโดยไม่มีกล้ามเนื้อ” บอสสรุปงานวิจัยของเขา “ตอนนี้ดูเป็นไปได้สำหรับฉันที่พืชสามารถมีการกระตุ้นแบบเดียวกับที่เกิดขึ้นในสัตว์ชั้นสูง แต่ไม่มีระบบประสาทที่ซับซ้อน..."

และเขากลับกลายเป็นว่าถูกต้อง: การศึกษาต่อมาเผยให้เห็นในพืชบางอย่างเช่น "ภาพล้อเลียนของเซลล์ประสาท" ตามที่นักวิจัยคนหนึ่งกล่าวไว้อย่างเหมาะสม อย่างไรก็ตาม อะนาล็อกที่เรียบง่ายของสัตว์หรือเซลล์ประสาทของมนุษย์นี้ทำหน้าที่ของมันอย่างสม่ำเสมอ - มันส่งแรงกระตุ้นกระตุ้นจากเซ็นเซอร์ไปยังอวัยวะของผู้บริหาร และใบ กลีบดอก หรือเกสรตัวผู้ก็เริ่มขยับ...

รายละเอียดของกลไกในการควบคุมการเคลื่อนไหวดังกล่าวอาจได้รับการพิจารณาอย่างดีที่สุดจากประสบการณ์ของ A.M. Sinyukhin และ E.A. Britikov ผู้ศึกษาการแพร่กระจายของศักยภาพในการดำเนินการในความอัปยศสองแฉกของดอกไม้ incarvilia ระหว่างความตื่นเต้น

หากปลายใบมีดด้านใดด้านหนึ่งสัมผัสกับกลไก จากนั้นภายใน 0.2 วินาที ศักยภาพในการดำเนินการจะเกิดขึ้น และแพร่กระจายไปยังฐานของใบมีดด้วยความเร็ว 1.8 ซม./วินาที หลังจากผ่านไปหนึ่งวินาที มันจะไปถึงเซลล์ที่อยู่ตรงทางแยกของใบมีดและทำให้เกิดปฏิกิริยา ใบมีดเริ่มเคลื่อนที่ 0.1 วินาทีหลังจากสัญญาณไฟฟ้ามาถึงและกระบวนการปิดเองจะใช้เวลาประมาณ 6-10 วินาที หากไม่ได้สัมผัสต้นไม้อีกต่อไป หลังจากผ่านไป 20 นาที กลีบดอกก็จะเปิดออกเต็มที่อีกครั้ง

เมื่อปรากฎว่าพืชสามารถดำเนินการที่ซับซ้อนได้มากกว่าการปิดกลีบดอก พืชบางชนิดตอบสนองต่อสิ่งเร้าในลักษณะที่เฉพาะเจาะจงมาก ตัวอย่างเช่น ทันทีที่ผึ้งหรือแมลงอื่น ๆ เริ่มคลานไปบนดอกลินเด็น ดอกไม้นั้นก็เริ่มหลั่งน้ำหวานออกมาทันที ราวกับว่าเขาเข้าใจว่าผึ้งก็จะถ่ายโอนละอองเรณูด้วย ซึ่งหมายความว่ามันจะมีส่วนช่วยในการดำรงเผ่าพันธุ์ต่อไป

ยิ่งกว่านั้นในพืชบางชนิดพวกเขากล่าวว่าอุณหภูมิสูงขึ้นด้วยซ้ำ ทำไมคุณไม่มีอาการไข้รัก?

เครื่องจับเท็จแสดงอะไร?

ฟิโลเดนดรอนเห็นใจกุ้ง

หากคุณคิดว่าเรื่องนี้ไม่เพียงพอที่จะเชื่อ และพืชก็สามารถมีความรู้สึกได้ นี่เป็นอีกเรื่องหนึ่งสำหรับคุณ

บางทีมันอาจจะเริ่มต้นด้วยสิ่งนี้

ในช่วงทศวรรษที่ 50 มีบริษัทปลูกสับปะรดสองแห่งในสหรัฐอเมริกา แห่งหนึ่งมีสวนในหมู่เกาะฮาวาย และอีกแห่งอยู่ในแอนทิลลิส สภาพภูมิอากาศบนเกาะนั้นคล้ายคลึงกับดิน แต่สับปะรดแอนทิลเลียนนั้นหาซื้อได้ง่ายกว่าในตลาดโลก โดยมีขนาดใหญ่กว่าและมีรสชาติดีกว่า

ด้วยความพยายามที่จะตอบคำถามนี้ ผู้ผลิตสับปะรดได้ลองใช้ทุกวิธีและทุกวิธีที่อยู่ในใจ แม้แต่ต้นกล้าจากแอนทิลลิสก็ถูกส่งออกไปยังหมู่เกาะฮาวาย และอะไร? สับปะรดที่ปลูกก็ไม่ต่างจากสับปะรดในท้องถิ่น

ในท้ายที่สุด John Mace Jr. จิตแพทย์โดยอาชีพและเป็นคนที่อยากรู้อยากเห็นมากโดยธรรมชาติ ก็ได้สังเกตเห็นความละเอียดอ่อนนี้ สับปะรดในฮาวายได้รับการดูแลโดยคนในท้องถิ่น และในแอนทิลลิส คนผิวดำก็นำมาจากแอฟริกา

ชาวฮาวายทำงานอย่างช้าๆ และตั้งใจ แต่คนผิวดำร้องเพลงอย่างสบายใจขณะทำงาน บางทีมันอาจจะเกี่ยวกับเพลงทั้งหมดเหรอ?

บริษัทไม่มีอะไรจะเสีย และคนผิวดำที่ร้องเพลงก็ปรากฏตัวบนหมู่เกาะฮาวายด้วย และในไม่ช้าสับปะรดฮาวายก็ไม่สามารถแยกความแตกต่างจากสับปะรดแอนทิลเลียนได้

อย่างไรก็ตาม ดร.เมซไม่ได้นิ่งนอนใจในเรื่องนั้น เขาให้เหตุผลในการเดาของเขาบนพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์ ในเรือนกระจกที่มีอุปกรณ์พิเศษ นักวิจัยได้รวบรวมพืชหลากหลายสายพันธุ์และเริ่มเล่นท่วงทำนองหลายร้อยเพลง หลังจากการทดลองกว่า 30,000 ครั้งนักวิทยาศาสตร์ได้ข้อสรุป: พืชรับรู้ดนตรีและตอบสนองต่อมัน

นอกจากนี้พวกเขามีรสนิยมทางดนตรีโดยเฉพาะดอกไม้ ส่วนใหญ่ชอบท่อนไพเราะที่มีจังหวะสงบ แต่บางคนชอบดนตรีแจ๊สมากกว่า

มิโมซ่าและผักตบชวาเป็นส่วนหนึ่งของดนตรีของไชคอฟสกี ส่วนพริมโรส ต้นฟลอกส และยาสูบก็เป็นส่วนหนึ่งของโอเปร่าของวากเนอร์

อย่างไรก็ตาม ไม่มีใครนอกจากผู้เชี่ยวชาญด้านสับปะรดและคุณหมอเมซเองที่ให้ความสำคัญกับผลลัพธ์นี้อย่างจริงจัง ท้ายที่สุด มิฉะนั้น เราจะต้องยอมรับว่าพืชไม่เพียงแต่มีอวัยวะในการได้ยินเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความทรงจำ ความรู้สึกบางอย่าง... และเมื่อเวลาผ่านไป การทดลองของ Mace ก็มักจะถูกลืมไปหากเรื่องราวนี้ไม่ได้รับความต่อเนื่องที่ไม่คาดคิด

ขณะนี้อยู่ในห้องทดลองของศาสตราจารย์ Cleve Baxter

ในปี 1965 Baxter ได้ปรับปรุงการผลิตผลงานของเขา ซึ่งเป็นหนึ่งในเวอร์ชันของ "เครื่องจับเท็จ" หรือเครื่องจับเท็จ คุณคงรู้ว่าการทำงานของอุปกรณ์นี้ขึ้นอยู่กับการบันทึกปฏิกิริยาของผู้ถูกถามต่อคำถามที่ถาม ในขณะเดียวกัน นักวิจัยรู้ดีว่าการรายงานข้อมูลเท็จโดยเจตนาทำให้เกิดปฏิกิริยาเฉพาะในคนส่วนใหญ่ เช่น อัตราการเต้นของหัวใจและการหายใจที่เพิ่มขึ้น เหงื่อออกมากขึ้น เป็นต้น

ปัจจุบันมีโพลีกราฟหลายประเภท ตัวอย่างเช่น เครื่องจับเท็จ Larsen จะวัดความดันโลหิต อัตราการหายใจและความเข้มข้น รวมถึงเวลาตอบสนอง ซึ่งเป็นช่วงเวลาระหว่างคำถามและคำตอบ Baxter polygraph มีพื้นฐานมาจากปฏิกิริยากัลวานิกของผิวหนังมนุษย์

อิเล็กโทรดสองอันติดอยู่ที่ด้านหลังและด้านในของนิ้ว กระแสไฟฟ้าขนาดเล็กจะถูกส่งผ่านวงจร ซึ่งจากนั้นจะถูกป้อนผ่านเครื่องขยายเสียงไปยังเครื่องบันทึก เมื่อผู้ถูกทดสอบเริ่มกังวล เขาจะเหงื่อออกมากขึ้น ความต้านทานไฟฟ้าของผิวหนังลดลง และความโค้งของเครื่องบันทึกจะบันทึกถึงจุดสูงสุด

ดังนั้นในขณะที่ทำงานเพื่อปรับปรุงอุปกรณ์ของเขา Baxter จึงมีแนวคิดในการเชื่อมต่อเซ็นเซอร์กับใบของต้นฟิโลเดนดรอนในบ้าน ตอนนี้จำเป็นต้องทำให้พืชรู้สึกเครียดทางอารมณ์

นักวิจัยหย่อนใบไม้หนึ่งใบลงในถ้วยกาแฟร้อน และไม่มีปฏิกิริยาใดๆ “แล้วถ้าเราลองยิงล่ะ?” - เขาคิดโดยหยิบไฟแช็กออกมา และฉันไม่อยากจะเชื่อสายตาตัวเอง: เส้นโค้งของเทปบันทึกก็คลานขึ้นมาอย่างขะมักเขม้น!

อันที่จริงมันยากที่จะเชื่อ: ท้ายที่สุดปรากฎว่าต้นไม้อ่านความคิดของบุคคลได้ จากนั้นแบ็กซ์เตอร์ก็ทำการทดลองอีกครั้ง กลไกอัตโนมัติในช่วงเวลาที่เลือกโดยเซ็นเซอร์ตัวเลขสุ่ม วางกุ้งลงในน้ำเดือด

ใกล้ๆ กันมีฟิโลเดนดรอนตัวเดียวกันซึ่งมีเซ็นเซอร์ติดอยู่ที่ใบไม้ และอะไร? ทุกครั้งที่พลิกถ้วย เครื่องบันทึกจะบันทึกเส้นโค้งทางอารมณ์: ดอกไม้เห็นอกเห็นใจกุ้ง

แบ็กซ์เตอร์ก็ไม่ได้พักเรื่องนี้เช่นกัน

เช่นเดียวกับนักอาชญาวิทยาตัวจริง เขาจำลองอาชญากรรม คนหกคนผลัดกันเข้าไปในห้องซึ่งมีดอกไม้สองดอกตั้งอยู่ คนที่เจ็ดคือผู้ทดลองเอง เมื่อเขาเข้าไปก็เห็นว่ามีฟิโลเดนดรอนตัวหนึ่งหักไป ใครทำ? Baxter ขอให้ผู้ถูกทดลองเดินผ่านห้องอีกครั้ง ทีละคน ในขณะที่คนที่หักดอกไม้เข้ามาในห้อง เซ็นเซอร์ได้บันทึกการระเบิดทางอารมณ์: ฟิโลเดนดรอนจำ "นักฆ่า" ของเพื่อนมันได้!

มองไปที่ราก การทดลองของ Baxter ทำให้เกิดเสียงดังมากในโลกวิทยาศาสตร์

หลายคนพยายามที่จะสืบพันธุ์ และนี่คือสิ่งที่ออกมาจากมัน

Marcel Vogel ทำงานที่ IBM และสอนอยู่ที่มหาวิทยาลัยแห่งหนึ่งในแคลิฟอร์เนีย เมื่อนักเรียนมอบนิตยสารที่มีบทความของ Baxter ให้เขา Vogel ตัดสินใจว่าการทดลองที่นำเสนอนั้นไม่มีอะไรมากไปกว่าการหลอกลวง อย่างไรก็ตาม ด้วยความอยากรู้อยากเห็น ฉันจึงตัดสินใจทำการทดลองเหล่านี้ซ้ำกับนักเรียนของฉัน

หลังจากนั้นสักพักผลลัพธ์ก็ถูกสรุป ไม่มีนักเรียนทั้งสามกลุ่มที่ทำงานอย่างอิสระสามารถรับผลกระทบที่อธิบายไว้ได้อย่างเต็มที่ อย่างไรก็ตาม โวเกลเองรายงานว่าพืชสามารถตอบสนองต่อข้อมูลของมนุษย์ได้อย่างแท้จริง

เพื่อเป็นหลักฐาน เขาให้คำอธิบายของการทดลอง ซึ่งวิเวียน ไวลีย์ เพื่อนของเขาเป็นผู้ดำเนินการตามคำแนะนำของเขา หลังจากเก็บใบแซ็กซิฟริจสองใบจากสวนของเธอเอง เธอวางใบหนึ่งไว้บนโต๊ะกลางคืน และอีกใบอยู่ในห้องอาหาร “ทุกๆ วัน ทันทีที่ฉันลุกขึ้น” เธอบอกกับโวเกล “ฉันมองดูใบไม้ที่วางอยู่ใกล้เตียง และหวังว่ามันจะมีอายุยืนยาว ในขณะที่ฉันไม่อยากใส่ใจกับใบไม้อีกใบ...”

หลังจากผ่านไประยะหนึ่ง ก็มองเห็นความแตกต่างได้ด้วยตาเปล่า ใบไม้ที่อยู่ข้างเตียงยังคงสดราวกับว่าเพิ่งถูกเด็ด ส่วนอีกใบก็เหี่ยวเฉาอย่างสิ้นหวัง

อย่างไรก็ตาม คุณเห็นแล้วว่าการทดลองนี้ไม่สามารถถือเป็นวิทยาศาสตร์อย่างเคร่งครัดได้ จากนั้นโวเกลจึงตัดสินใจทำการทดลองอื่น Philodendron เชื่อมต่อกับกัลวาโนมิเตอร์และเครื่องบันทึก นักวิทยาศาสตร์ยืนอยู่ข้างต้นไม้อย่างผ่อนคลายโดยแทบไม่ต้องใช้มือแตะใบไม้เลย เครื่องบันทึกก็วาดเส้นตรง แต่ทันทีที่โวเกลหันไปหาต้นไม้ทางจิตใจ เครื่องบันทึกก็เริ่มเขียนยอดเขาจำนวนหนึ่ง

ในการทดลองครั้งต่อไป โวเกลเชื่อมต่อต้นไม้สองต้นเข้ากับอุปกรณ์ชิ้นเดียว และตัดใบไม้จากต้นแรก ต้นที่สองตอบสนองต่อความเจ็บปวดที่เกิดกับต้นอื่น แต่หลังจากที่ผู้ทดลองหันความสนใจไปที่ต้นนั้น ต้นไม้ดูเหมือนจะเข้าใจ: ไม่อย่างนั้นก็ไม่มีประโยชน์ที่จะบ่น...

Vogel รายงานการทดลองของเขาในรูปแบบสิ่งพิมพ์ และส่งผลให้เกิดการวิจัยและข้อเสนอเพิ่มเติมมากมาย เจ้าหน้าที่ศุลกากรมองว่าความอ่อนไหวของโรงงานเป็นอีกวิธีหนึ่งในการควบคุมการลักลอบขนของที่สนามบิน และเพื่อระบุตัวผู้ก่อการร้ายก่อนที่พวกเขาจะเหยียบเครื่องบินด้วยซ้ำ กองทัพสนใจที่จะหาวิธีวัดสภาวะทางอารมณ์ของผู้คนผ่านพืช กองทัพเรือซึ่งเป็นตัวแทนของนักจิตวิเคราะห์เชิงทดลอง Eldon Baird ร่วมกับเจ้าหน้าที่ของห้องปฏิบัติการวางแผนและวิเคราะห์ขั้นสูงของกองบัญชาการปืนใหญ่กองทัพเรือในซิลเวอร์สปริง รัฐแมริแลนด์ ไม่เพียงแต่ทำการทดลองของ Baxter ซ้ำได้สำเร็จเท่านั้น แต่ยังเพิ่มความแข็งแกร่งให้กับการควบคุมปฏิกิริยาทางอารมณ์อีกด้วย นอกจากนี้ยังทำให้พืชได้รับรังสีอินฟราเรดและอัลตราไวโอเลตอีกด้วย...

ข่าวการทดลองที่คล้ายกันไปถึงผู้เชี่ยวชาญในประเทศ

ในยุค 70 หนึ่งในการทดสอบทดลองของ Baxter ได้ดำเนินการในห้องปฏิบัติการของ V. Pushkin (สถาบันจิตวิทยาทั่วไปและการสอน) นักวิทยาศาสตร์สนใจว่าพืชมีปฏิกิริยาอย่างไรต่อ: สภาวะทางอารมณ์ของบุคคลหรือการกระทำที่เป็นอันตรายอย่างน่าสงสัยของเขา ตามทฤษฎีแล้ว คนที่หักดอกไม้นั้นไม่มีความรู้สึกใด ๆ เขาเพียงแต่ทำภารกิจให้สำเร็จเท่านั้น

ดังนั้นนักจิตวิทยาชาวมอสโกจึงเริ่มหมกมุ่นอยู่กับวิชาที่ถูกสะกดจิตและปลูกฝังอารมณ์ที่แตกต่างกัน

ชายคนนั้นไม่ได้ดำเนินการพิเศษใด ๆ แต่สภาพทางอารมณ์ของเขาเปลี่ยนไปอย่างแน่นอน และอะไร? เซ็นเซอร์ที่ติดอยู่กับใบของต้นดาดตะกั่วซึ่งอยู่ห่างจากผู้ทดสอบสามเมตรบันทึกพัลส์ประมาณ 50 ไมโครโวลต์ในช่วงเวลาที่บุคคลนั้นย้ายจากรัฐหนึ่งไปอีกรัฐหนึ่งอย่างแม่นยำ

โดยทั่วไปในการทดลอง 200 ครั้ง สิ่งเดียวกันถูกทำซ้ำในรูปแบบต่างๆ: เพื่อตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงในสภาวะทางอารมณ์ของบุคคล ศักย์ไฟฟ้าที่ผลิตโดยโรงงานก็เปลี่ยนไปเช่นกัน เพื่ออธิบายเรื่องนี้ ศาสตราจารย์พุชกินได้หยิบยกทฤษฎีขึ้นมาซึ่งค่อนข้างชวนให้นึกถึงมุมมองของเมซ “การทดลองของเรา” เขากล่าว “เป็นพยานถึงความสามัคคีของกระบวนการข้อมูลที่เกิดขึ้นในเซลล์พืชและในระบบประสาทของมนุษย์ พวกมันยังประกอบด้วยเซลล์แม้ว่าจะเป็นประเภทที่แตกต่างกันก็ตาม ความสามัคคีนี้เป็นมรดกตกทอดจากสมัยที่ครั้งแรก โมเลกุล DNA ปรากฏบนโลกซึ่งเป็นพาหะของสิ่งมีชีวิตและเป็นบรรพบุรุษร่วมกันของพืชและมนุษย์ คงน่าแปลกใจถ้าไม่มีเอกภาพเช่นนั้น…”

สมมติฐานนี้ได้รับการยืนยันอันเป็นผลมาจากการทดลองที่ภาควิชาสรีรวิทยาพืชของ Timiryazev Academy ภายใต้การนำของศาสตราจารย์ I. Gunar

อย่างไรก็ตาม ในตอนแรกศาสตราจารย์ไม่เห็นด้วยกับแนวคิดต่างประเทศ “ ในภาชนะสองใบที่อยู่ใกล้เคียงมีต้นทานตะวันและผักกระเฉด” เขาบรรยายถึงการทดลองครั้งแรกของเขา “ เซ็นเซอร์เครื่องมือเชื่อมต่อกับหนึ่งในนั้น พืชอื่น ๆ ถูกตัดด้วยกรรไกรในขณะนั้น กัลวาโนมิเตอร์ไม่ตอบสนอง แต่อย่างใด ต่อการกระทำ "ทางอาญา" ของเรา ต้นไม้ยังคงไม่แยแสต่อชะตากรรมของเพื่อนร่วมเผ่าของเรา จากนั้นพวกเราคนหนึ่งก็เข้ามาใกล้ภาชนะที่มีผักกระเฉดเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ ลูกศรแกว่งไปมา ... "

จากข้อเท็จจริงนี้นักวิทยาศาสตร์ได้ข้อสรุปดังต่อไปนี้: “ เด็กนักเรียนคนใดที่คุ้นเคยกับพื้นฐานของไฟฟ้าสถิตจะเข้าใจว่านี่ไม่ใช่ปาฏิหาริย์ ร่างกายหรือระบบของร่างกายใด ๆ ที่สามารถนำกระแสไฟฟ้าได้มีความจุไฟฟ้าที่แน่นอนซึ่งแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับตำแหน่งสัมพัทธ์ของวัตถุ ลูกศรของเรา กัลวาโนมิเตอร์ยืนหยัดไม่สั่นคลอนตราบใดที่ความจุของระบบยังคงไม่เปลี่ยนแปลง

แต่แล้วผู้ช่วยห้องปฏิบัติการก็ก้าวออกไปด้านข้าง และการกระจายประจุไฟฟ้าในระบบก็หยุดชะงัก..."

แน่นอนว่าทุกอย่างสามารถอธิบายได้ด้วยวิธีนี้

อย่างไรก็ตามหลังจากผ่านไประยะหนึ่งอาจารย์เองก็เปลี่ยนมุมมองของเขา เครื่องมือของเขาบันทึกแรงกระตุ้นทางไฟฟ้าในพืช คล้ายกับการระเบิดทางประสาทของมนุษย์และสัตว์ และศาสตราจารย์พูดในลักษณะที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง: “เราสามารถสรุปได้ว่าสัญญาณจากสภาพแวดล้อมภายนอกถูกส่งไปยังศูนย์กลาง ซึ่งหลังจากประมวลผลแล้ว จะมีการเตรียมการตอบสนอง”

นักวิทยาศาสตร์ยังสามารถค้นหาศูนย์นี้ได้ มันกลับกลายเป็นว่าอยู่ที่คอของรากซึ่งมักจะบีบอัดและคลายเหมือนกล้ามเนื้อหัวใจ

เห็นได้ชัดว่าพืชสามารถแลกเปลี่ยนสัญญาณได้พวกเขามีภาษาสัญญาณของตัวเองคล้ายกับภาษาของสัตว์และแมลงดึกดำบรรพ์ผู้วิจัยยังคงให้เหตุผลต่อไป โรงงานแห่งหนึ่งสามารถถ่ายทอดอันตรายไปยังอีกโรงงานหนึ่งได้โดยการเปลี่ยนศักย์ไฟฟ้าในใบ

พืชแผ่รังสี กลไกการส่งสัญญาณตามแนวคิดสมัยใหม่คืออะไร? มันเปิดออกมาทีละชิ้น ลิงก์หนึ่งของสัญญาณเตือนภัยนี้ถูกค้นพบในยุค 70 เดียวกัน โดยที่การวิจัยส่วนใหญ่ที่อธิบายไว้ข้างต้นเกิดขึ้นโดยคลาเรนซ์ ไรอัน นักชีววิทยาระดับโมเลกุลจากมหาวิทยาลัยวอชิงตัน เขาค้นพบว่าทันทีที่ตัวหนอนเริ่มเคี้ยวใบบนต้นมะเขือเทศ ใบไม้ที่เหลือจะเริ่มสร้างโปรเทนเนสทันที ซึ่งเป็นสารที่ผูกกับเอนไซม์ย่อยอาหารในตัวหนอน จึงทำให้เป็นเรื่องยากหรือเป็นไปไม่ได้ที่ตัวหนอนจะ ย่อยอาหาร

จริงอยู่ ไรอันเองแนะนำว่าสัญญาณถูกส่งโดยใช้ปฏิกิริยาเคมีบางประเภท อย่างไรก็ตาม ในความเป็นจริงแล้ว ทุกอย่างกลับกลายเป็นว่าไม่จริงทั้งหมด เซลล์พืชที่ถูกทำลายโดยขากรรไกรของหนอนผีเสื้อจะสูญเสียน้ำ สิ่งนี้จะเริ่มต้นปฏิกิริยาเคมีต่อเนื่องกัน ซึ่งท้ายที่สุดจะทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุของสารละลายนั่นคือไอออน และพวกมันแพร่กระจายไปทั่วสิ่งมีชีวิตของพืช โดยส่งสัญญาณไฟฟ้าในลักษณะเดียวกับคลื่นความตื่นเต้นประสาทที่แพร่กระจายในสิ่งมีชีวิตของสัตว์ดึกดำบรรพ์บางชนิด มีเพียงสิ่งเหล่านี้เท่านั้นที่ไม่ใช่แมลงอย่างที่ศาสตราจารย์ Gunar เชื่อ แต่เป็นแมงกะพรุนและไฮดรา

มันอยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์ของสัตว์เหล่านี้ซึ่งพบช่องว่างพิเศษที่เชื่อมต่อกันซึ่งสัญญาณไฟฟ้าเคลื่อนที่โดยไอออนที่มีประจุบวกหรือประจุลบเคลื่อนที่

ช่องกรีดที่คล้ายกันมีอยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์พืช พวกเขาถูกเรียกว่า "พลาสโมเดสเมต" สัญญาณเตือนเคลื่อนที่ไปตามพวกมันจากเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่ง ยิ่งไปกว่านั้น การเคลื่อนที่ใดๆ ของประจุไฟฟ้าจะทำให้เกิดสนามแม่เหล็กไฟฟ้า

ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่สัญญาณเตือนนี้มีจุดประสงค์สองประการ ในด้านหนึ่ง มันบังคับให้ใบอื่นๆ ของพืชนั้นๆ หรือแม้แต่พืชอื่นๆ เริ่มผลิตสารยับยั้ง ดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น

ในทางกลับกัน บางทีสัญญาณเหล่านี้อาจเรียกร้องความช่วยเหลือ เช่น นก ซึ่งเป็นศัตรูตามธรรมชาติของตัวหนอนตัวเดียวกันที่โจมตีพุ่มไม้มะเขือเทศ

แนวคิดนี้ดูเป็นธรรมชาติมากขึ้น เนื่องจาก Eric Davis ศาสตราจารย์ด้านชีววิทยาที่มหาวิทยาลัยเนแบรสกา เพิ่งค้นพบว่าการส่งสัญญาณไอออนเป็นลักษณะเฉพาะไม่เพียงเฉพาะในพืชเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสัตว์หลายชนิดที่มีระบบประสาทที่พัฒนาแล้วด้วย ทำไมพวกเขาต้องการมัน? บางทีในฐานะเครื่องรับที่รับสัญญาณความทุกข์ของคนอื่น... ท้ายที่สุด โปรดจำไว้ว่า ฟิโลเดนดรอนในการทดลองของ Baxter จะตอบสนองต่อสัญญาณความทุกข์ที่ออกมาจากกุ้ง

ดังนั้นพืชและสัตว์จึงปิดอันดับลงโดยพยายามต่อต้านการโจมตีของเผ่าพันธุ์มนุษย์ ท้ายที่สุดแล้วบ่อยครั้งที่เราก่อให้เกิดอันตรายต่อทั้งสองฝ่ายโดยไม่คิด และอาจถึงเวลาแล้วที่มนุษย์จะต้องหยุดคิดว่าตัวเองเป็นผู้พิชิตธรรมชาติ ท้ายที่สุดเขาก็ไม่มีอะไรมากไปกว่าส่วนหนึ่งของมัน...

8 กุมภาพันธ์ 2555 เวลา 10:00 น

มีการศึกษาอิทธิพลทางชีวภาพของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กต่อร่างกายของคนและสัตว์ค่อนข้างมาก ผลกระทบที่สังเกตได้ในกรณีนี้ (หากเกิดขึ้น) ยังคงไม่ชัดเจนและยากต่อการระบุ ดังนั้นหัวข้อนี้จึงยังคงมีความเกี่ยวข้อง

สนามแม่เหล็กบนโลกของเรามีแหล่งกำเนิดสองทาง - จากธรรมชาติและมานุษยวิทยา สนามแม่เหล็กธรรมชาติ หรือที่เรียกว่าพายุแม่เหล็ก มีต้นกำเนิดในสนามแม่เหล็กของโลก การรบกวนทางแม่เหล็กจากมนุษย์ครอบคลุมพื้นที่ขนาดเล็กกว่าที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ แต่การปรากฏของพวกมันรุนแรงกว่ามากและทำให้เกิดความเสียหายอย่างมีนัยสำคัญมากขึ้น จากกิจกรรมทางเทคนิค มนุษย์สร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้าเทียมที่แข็งแกร่งกว่าสนามแม่เหล็กธรรมชาติของโลกหลายร้อยเท่า แหล่งที่มาของรังสีจากการกระทำของมนุษย์ ได้แก่ อุปกรณ์ส่งสัญญาณวิทยุกำลังแรง ยานพาหนะไฟฟ้า สายไฟ

ช่วงความถี่และความยาวคลื่นของแหล่งกำเนิดรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าบางแหล่ง

ตัวกระตุ้นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ทรงพลังที่สุดตัวหนึ่งคือกระแสความถี่อุตสาหกรรม (50 Hz) ดังนั้น ความเข้มของสนามไฟฟ้าโดยตรงใต้สายส่งไฟฟ้าสามารถเข้าถึงดินได้หลายพันโวลต์ต่อเมตร แม้ว่าเนื่องจากคุณสมบัติของดินจะลดความเข้มลง แม้ว่าจะเคลื่อนที่ห่างจากเส้น 100 เมตร ความเข้มก็จะลดลงอย่างรวดเร็วจนเหลือหลายสิบของ โวลต์ต่อเมตร

การศึกษาผลกระทบทางชีวภาพของสนามไฟฟ้าพบว่าแม้ที่แรงดันไฟฟ้า 1 kV/m ก็ส่งผลเสียต่อระบบประสาทของมนุษย์ ซึ่งในทางกลับกันจะนำไปสู่การหยุดชะงักของระบบต่อมไร้ท่อและการเผาผลาญในร่างกาย (ทองแดง, สังกะสี เหล็ก และโคบอลต์) ขัดขวางการทำงานทางสรีรวิทยา: อัตราการเต้นของหัวใจ ความดันโลหิต การทำงานของสมอง กระบวนการเผาผลาญ และการทำงานของระบบภูมิคุ้มกัน

ตั้งแต่ปี 1972 เป็นต้นมา มีสิ่งพิมพ์ที่ศึกษาผลกระทบต่อคนและสัตว์ของสนามไฟฟ้าที่มีค่าความเข้มมากกว่า 10 kV/m

ความแรงของสนามแม่เหล็กเป็นสัดส่วนกับกระแสและแปรผกผันกับระยะทาง ความแรงของสนามไฟฟ้าเป็นสัดส่วนกับแรงดันไฟฟ้า (ประจุ) และแปรผกผันกับระยะทาง พารามิเตอร์ของฟิลด์เหล่านี้ขึ้นอยู่กับระดับแรงดันไฟฟ้า คุณลักษณะการออกแบบ และขนาดทางเรขาคณิตของสายไฟฟ้าแรงสูง การเกิดขึ้นของแหล่งกำเนิดสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่ทรงพลังและขยายออกไปทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในปัจจัยทางธรรมชาติที่ระบบนิเวศก่อตัวขึ้น สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กสามารถกระตุ้นประจุและกระแสไฟฟ้าที่พื้นผิวในร่างกายมนุษย์ได้

การวิจัยแสดงให้เห็นว่ากระแสสูงสุดในร่างกายมนุษย์ที่เกิดจากสนามไฟฟ้านั้นสูงกว่ากระแสที่เกิดจากสนามแม่เหล็กมาก ดังนั้นผลกระทบที่เป็นอันตรายของสนามแม่เหล็กจะปรากฏขึ้นเฉพาะเมื่อมีความเข้มประมาณ 200 A/m ซึ่งเกิดขึ้นที่ระยะ 1-1.5 ม. จากสายไฟเฟสของเส้นและเป็นอันตรายต่อผู้ปฏิบัติงานเมื่อทำงานภายใต้แรงดันไฟฟ้าเท่านั้น สถานการณ์นี้ทำให้เราสรุปได้ว่าไม่มีอิทธิพลทางชีวภาพของสนามแม่เหล็กความถี่อุตสาหกรรมต่อคนและสัตว์ที่อยู่ใต้สายไฟ ดังนั้น สนามไฟฟ้าของสายไฟจึงเป็นปัจจัยหลักที่มีประสิทธิผลทางชีวภาพในการส่งผ่านพลังงานทางไกลซึ่งสามารถ เป็นอุปสรรคต่อการอพยพของสัตว์น้ำและสัตว์บกประเภทต่างๆ

เส้นสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กที่ส่งผลต่อบุคคลที่ยืนอยู่ใต้สายไฟ AC เหนือศีรษะ

ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติการออกแบบของการส่งกำลัง (การหย่อนคล้อยของสายไฟ) อิทธิพลที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของสนามจะปรากฏในช่วงกลางของช่วงซึ่งความตึงเครียดสำหรับสายไฟฟ้าแรงสูงพิเศษและสูงพิเศษที่ระดับความสูงของมนุษย์คือ 5 - 20 kV/m และสูงกว่า ขึ้นอยู่กับระดับแรงดันไฟฟ้าและการออกแบบเส้น

ที่ส่วนรองรับซึ่งความสูงของระบบกันสะเทือนของลวดมากที่สุดและรู้สึกถึงผลการป้องกันของส่วนรองรับ ความแรงของสนามจะต่ำที่สุด เนื่องจากอาจมีคน สัตว์ และยานพาหนะอยู่ใต้สายส่งไฟฟ้า จึงจำเป็นต้องประเมินผลที่อาจเกิดขึ้นจากการที่สิ่งมีชีวิตอยู่ในสนามไฟฟ้าที่มีจุดแข็งต่างกันในระยะยาวและระยะสั้น

สนามไฟฟ้าที่ไวต่อสนามไฟฟ้ามากที่สุดคือสัตว์กีบเท้าและมนุษย์สวมรองเท้าที่ป้องกันสนามไฟฟ้าจากพื้นดิน กีบสัตว์ยังเป็นฉนวนที่ดีอีกด้วย ศักย์ไฟฟ้าเหนี่ยวนำในกรณีนี้สามารถเข้าถึง 10 kV และกระแสพัลส์ผ่านร่างกายเมื่อสัมผัสวัตถุที่มีพื้น (กิ่งพุ่มไม้ ใบหญ้า) คือ 100 - 200 μA คลื่นกระแสดังกล่าวปลอดภัยต่อร่างกาย แต่ความรู้สึกไม่พึงประสงค์บังคับให้สัตว์กีบเท้าหลีกเลี่ยงสายไฟฟ้าแรงสูงในฤดูร้อน

ในการกระทำของสนามไฟฟ้าต่อบุคคลกระแสที่ไหลผ่านร่างกายของเขามีบทบาทสำคัญ สิ่งนี้ถูกกำหนดโดยค่าการนำไฟฟ้าสูงของร่างกายมนุษย์ โดยที่อวัยวะที่มีเลือดและน้ำเหลืองไหลเวียนอยู่ในนั้นมีอำนาจเหนือกว่า

ในปัจจุบัน การทดลองกับสัตว์และอาสาสมัครของมนุษย์ได้พิสูจน์แล้วว่าความหนาแน่นกระแสการนำไฟฟ้าที่ 0.1 μA/cm3 และต่ำกว่านั้นไม่ส่งผลกระทบต่อการทำงานของสมอง เนื่องจากกระแสไฟชีวภาพแบบพัลส์ที่มักจะไหลในสมองมีมากกว่าความหนาแน่นของกระแสการนำดังกล่าวอย่างมีนัยสำคัญ .

ที่ความหนาแน่นกระแสที่มีค่าการนำไฟฟ้า 1 μA/cm จะสังเกตเห็นวงกลมของแสงที่กะพริบในดวงตาของบุคคล ความหนาแน่นกระแสที่สูงกว่านั้นได้จับค่าเกณฑ์ของการกระตุ้นตัวรับความรู้สึกแล้วเช่นเดียวกับเส้นประสาทและเซลล์กล้ามเนื้อซึ่งนำไปสู่ ต่อการปรากฏตัวของความกลัวและปฏิกิริยาของมอเตอร์โดยไม่สมัครใจ

หากบุคคลสัมผัสวัตถุที่แยกจากพื้นดินในโซนสนามไฟฟ้าที่มีความเข้มข้นสูง ความหนาแน่นของกระแสในโซนหัวใจจะขึ้นอยู่กับสถานะของเงื่อนไข "พื้นฐาน" อย่างมาก (ประเภทของรองเท้า สภาพดิน ฯลฯ ) แต่ก็สามารถบรรลุถึงคุณค่าเหล่านี้ได้แล้ว

ที่กระแสสูงสุดซึ่งสอดคล้องกับ Еmax == 15 kV/m (6.225 mA) เศษส่วนที่ทราบของกระแสนี้ไหลผ่านบริเวณส่วนหัว (ประมาณ 1/3) และพื้นที่ส่วนหัว (ประมาณ 100 ซม.) ความหนาแน่นกระแส<0,1 мкА/см, что и подтверждает допустимость принятой напряженности 15 кВ/м под проводами воздушной линии.

ด้านสุขภาพของมนุษย์ ปัญหาคือการกำหนดความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นกระแสที่เกิดขึ้นในเนื้อเยื่อกับการเหนี่ยวนำแม่เหล็กของสนามแม่เหล็กภายนอก V. การคำนวณความหนาแน่นกระแส

ซับซ้อนเนื่องจากเส้นทางที่แน่นอนของมันขึ้นอยู่กับการกระจายตัวของการนำไฟฟ้าในเนื้อเยื่อของร่างกาย

ดังนั้น ค่าการนำไฟฟ้าจำเพาะของสมองจึงถูกกำหนดโดย y = 0.2 ซม./ม. และของกล้ามเนื้อหัวใจคือ y = 0.25 ซม./ม. ถ้าเราเอารัศมีของศีรษะเป็น 7.5 ซม. และรัศมีของหัวใจเป็น 6 ซม. ผลคูณ yR จะเท่ากันในทั้งสองกรณี ดังนั้นจึงสามารถให้ค่าความหนาแน่นกระแสที่บริเวณรอบนอกของหัวใจและสมองได้หนึ่งค่า

ได้รับการพิจารณาแล้วว่าการเหนี่ยวนำแม่เหล็กซึ่งปลอดภัยต่อสุขภาพมีค่าประมาณ 0.4 mT ที่ความถี่ 50 หรือ 60 Hz ในสนามแม่เหล็ก (ตั้งแต่ 3 ถึง 10 mT, f = 10 - 60 Hz) สังเกตลักษณะของการกะพริบของแสงคล้ายกับที่เกิดขึ้นเมื่อกดที่ลูกตา

ความหนาแน่นกระแสที่เกิดขึ้นในร่างกายมนุษย์โดยสนามไฟฟ้าที่มีความเข้ม E คำนวณได้ดังนี้:

โดยมีค่าสัมประสิทธิ์ k ต่างกันสำหรับบริเวณสมองและหัวใจ

ค่า k=3-10-3 ซม./เฮิร์ตซ์

ตามที่นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันกล่าวไว้ ความแรงของสนามที่ทำให้เส้นผมสั่นสะเทือนโดยผู้ชาย 5% ที่ทดสอบคือ 3 kV/m และสำหรับผู้ชาย 50% ที่ทดสอบคือ 20 kV/m ขณะนี้ยังไม่มีหลักฐานว่าความรู้สึกที่เกิดจากสนามทำให้เกิดผลเสียใดๆ เกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นกระแสและอิทธิพลทางชีวภาพ สามารถแยกแยะได้สี่ด้านดังแสดงในตาราง

ช่วงสุดท้ายของค่าความหนาแน่นกระแสเกี่ยวข้องกับเวลาการสัมผัสของลำดับของรอบการเต้นของหัวใจหนึ่งรอบ เช่น ประมาณ 1 วินาทีสำหรับบุคคล สำหรับการเปิดรับแสงที่สั้นกว่า ค่าเกณฑ์จะสูงกว่า เพื่อกำหนดความแรงของสนามไฟฟ้าตามเกณฑ์ มีการศึกษาทางสรีรวิทยาในมนุษย์ในสภาวะห้องปฏิบัติการที่ความแรงของสนามไฟฟ้าในช่วง 10 ถึง 32 กิโลโวลต์/เมตร เป็นที่ยอมรับกันว่าที่แรงดันไฟฟ้า 5 kV/m ผู้คน 80% ไม่รู้สึกเจ็บปวดระหว่างการปล่อยประจุเมื่อสัมผัสวัตถุที่ต่อสายดิน เป็นค่านี้ที่นำมาใช้เป็นค่ามาตรฐานเมื่อทำงานในการติดตั้งระบบไฟฟ้าโดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์ป้องกัน

การขึ้นอยู่กับเวลาที่อนุญาตของการเข้าพักของบุคคลในสนามไฟฟ้าที่มีความแรง E มากกว่าเกณฑ์นั้นประมาณโดยสมการ

การปฏิบัติตามเงื่อนไขนี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการรักษาสภาพทางสรีรวิทยาของร่างกายด้วยตนเองในระหว่างวันโดยไม่มีปฏิกิริยาตกค้างและการเปลี่ยนแปลงการทำงานหรือทางพยาธิวิทยา

มาทำความรู้จักกับผลลัพธ์หลักของการศึกษาผลกระทบทางชีวภาพของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กที่จัดทำโดยนักวิทยาศาสตร์โซเวียตและต่างประเทศ

อิทธิพลของสนามไฟฟ้าที่มีต่อบุคลากร

ในระหว่างการศึกษา ได้มีการติดเครื่องวัดปริมาณรังสีแบบรวมไว้ที่ปลายแขนด้านบนของพนักงานแต่ละคน พบว่าในหมู่คนงานบนสายไฟฟ้าแรงสูง ค่าการสัมผัสเฉลี่ยต่อวันอยู่ระหว่าง 1.5 kV/(m-h) ถึง 24 kV/(m-h) ค่าสูงสุดจะถูกบันทึกไว้ในกรณีที่หายากมาก จากข้อมูลการวิจัยที่ได้สรุปได้ว่าไม่มีความสัมพันธ์ที่มีนัยสำคัญระหว่างการสัมผัสภาคสนามกับสุขภาพโดยทั่วไปของประชาชน

สายไฟเหนือศีรษะและมะเร็งในเด็ก

ในที่พักอาศัย สนามแม่เหล็กสามารถสร้างขึ้นได้จากอุปกรณ์ไฟฟ้าในครัวเรือนและสายไฟ สายเคเบิลใต้ดินภายนอก และสายไฟเหนือศีรษะ วัตถุศึกษาและควบคุมถูกจัดกลุ่มเป็นระยะ 25 ม. ถึงสายไฟเหนือศีรษะ และระดับความเสี่ยงที่ระยะห่างมากกว่า 100 ม. จากเส้นนั้นถูกรวมเป็นหนึ่ง

ผลลัพธ์ที่ได้ไม่สนับสนุนสมมติฐานที่ว่าสนามแม่เหล็กความถี่อุตสาหกรรมส่งผลต่อการเกิดมะเร็งในเด็ก

ผลกระทบจากไฟฟ้าสถิตต่อเส้นผมของมนุษย์และสัตว์

การวิจัยดำเนินการโดยเชื่อมโยงกับสมมติฐานที่ว่าผลกระทบจากสนามสัมผัสที่พื้นผิวของผิวหนังมีสาเหตุมาจากการกระทำของแรงไฟฟ้าสถิตบนเส้นผม ผลที่ได้คือพบว่าที่ความแรงของสนามไฟฟ้า 50 กิโลโวลต์/เมตร ผู้ทดสอบจะรู้สึกคันที่เกี่ยวข้องกับการสั่นสะเทือนของเส้นผม ซึ่งบันทึกไว้โดยอุปกรณ์พิเศษ

ผลกระทบของสนามไฟฟ้าต่อพืช

การทดลองดำเนินการในห้องพิเศษในสนามที่ไม่บิดเบี้ยวด้วยแรงดันไฟฟ้าตั้งแต่ 0 ถึง 50 กิโลโวลต์/เมตร ตรวจพบความเสียหายเล็กน้อยต่อเนื้อเยื่อใบที่การสัมผัสในช่วง 20 ถึง 50 กิโลโวลต์/เมตร ขึ้นอยู่กับโครงร่างของพืชและปริมาณความชื้นเริ่มต้น พบการตายของเนื้อเยื่อในส่วนต่างๆ ของพืชที่มีขอบแหลมคม พืชหนาที่มีพื้นผิวโค้งมนเรียบไม่ได้รับความเสียหายที่แรงดันไฟฟ้า 50 kV/m ความเสียหายเกิดจากมงกุฎบนส่วนที่ยื่นออกมาของพืช ในพืชที่อ่อนแอที่สุด จะสังเกตเห็นความเสียหายภายใน 1 - 2 ชั่วโมงหลังการสัมผัส สิ่งสำคัญคือในต้นกล้าข้าวสาลีซึ่งมีปลายแหลมคมมาก จะเห็นยอดและความเสียหายได้ชัดเจนที่แรงดันไฟฟ้าที่ค่อนข้างต่ำที่ 20 kV/m นี่เป็นเกณฑ์ต่ำสุดสำหรับการเกิดรอยโรคในการศึกษา

กลไกที่เป็นไปได้มากที่สุดที่จะทำลายเนื้อเยื่อพืชคือความร้อน ความเสียหายของเนื้อเยื่อเกิดขึ้นเมื่อความแรงของสนามสูงพอที่จะทำให้เกิดโคโรนาและกระแสโคโรนาความหนาแน่นสูงไหลผ่านส่วนปลายของใบปลิว ความร้อนที่เกิดจากความต้านทานของเนื้อเยื่อใบทำให้เซลล์ในชั้นแคบ ๆ ตายซึ่งสูญเสียน้ำค่อนข้างเร็วแห้งและหดตัว อย่างไรก็ตามกระบวนการนี้มีข้อจำกัดและเปอร์เซ็นต์ของพื้นผิวพืชแห้งมีน้อย

ผลกระทบของสนามไฟฟ้าต่อสัตว์

การวิจัยดำเนินการในสองทิศทาง: การศึกษาในระดับระบบชีวภาพและการศึกษาเกณฑ์ของอิทธิพลที่ตรวจพบ ในบรรดาไก่ที่เลี้ยงในสนามที่มีแรงดันไฟฟ้า 80 kV/m มีน้ำหนักเพิ่มขึ้น ความมีชีวิต และอัตราการตายต่ำ เกณฑ์การรับรู้ภาคสนามวัดในนกพิราบบ้าน แสดงให้เห็นว่านกพิราบมีกลไกบางอย่างในการตรวจจับสนามไฟฟ้ากำลังต่ำ ไม่พบการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรม สังเกตว่าสัตว์ที่อยู่ในสนามไฟฟ้าที่มีความเข้มข้นสูงอาจประสบกับอาการช็อกขนาดเล็กเนื่องจากปัจจัยภายนอก ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขการทดลอง ซึ่งอาจนำไปสู่ความวิตกกังวลและความปั่นป่วนในอาสาสมัครได้

หลายประเทศมีกฎระเบียบที่จำกัดค่าความแรงของสนามสูงสุดในพื้นที่เส้นทางสายไฟเหนือศีรษะ แนะนำให้ใช้แรงดันไฟฟ้าสูงสุด 20 kV/m ในสเปน และค่าเดียวกันนี้ถือเป็นขีดจำกัดในเยอรมนีในปัจจุบัน

ความตระหนักรู้ของสาธารณชนเกี่ยวกับผลกระทบของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าต่อสิ่งมีชีวิตยังคงเพิ่มขึ้น และความสนใจและความกังวลเกี่ยวกับผลกระทบเหล่านี้จะนำไปสู่การวิจัยทางการแพทย์ที่เกี่ยวข้องอย่างต่อเนื่อง โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับผู้คนที่อาศัยอยู่ใกล้กับสายไฟเหนือศีรษะ

ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับหัวข้อนี้:

V. I. Chekhov "แง่มุมทางนิเวศวิทยาของการส่งไฟฟ้า"

หนังสือเล่มนี้ให้คำอธิบายทั่วไปเกี่ยวกับผลกระทบของสายไฟเหนือศีรษะที่มีต่อสิ่งแวดล้อม ประเด็นการคำนวณความแรงของสนามไฟฟ้าสูงสุดภายใต้เส้นกระแสสลับและวิธีการลด การได้มาซึ่งที่ดินสำหรับเส้นทางสาย ผลกระทบของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าต่อผู้คน พืช และสัตว์ และการเกิดสัญญาณรบกวนทางวิทยุและเสียง ได้รับการพิจารณา พิจารณาถึงคุณลักษณะของผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของสายไฟฟ้ากระแสตรงและสายไฟฟ้าแรงสูงพิเศษ

สิ่งพิมพ์ล่าสุด

มีการศึกษาอิทธิพลทางชีวภาพของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กต่อร่างกายของคนและสัตว์ค่อนข้างมาก ผลกระทบที่สังเกตได้ในกรณีนี้ (หากเกิดขึ้น) ยังคงไม่ชัดเจนและยากต่อการระบุ ดังนั้นหัวข้อนี้จึงยังคงมีความเกี่ยวข้อง

สนามแม่เหล็กบนโลกของเรามีแหล่งกำเนิดสองทาง - จากธรรมชาติและมานุษยวิทยา สนามแม่เหล็กธรรมชาติ หรือที่เรียกว่าพายุแม่เหล็ก มีต้นกำเนิดในสนามแม่เหล็กของโลก การรบกวนทางแม่เหล็กจากมนุษย์ครอบคลุมพื้นที่ขนาดเล็กกว่าที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ แต่การปรากฏของพวกมันรุนแรงกว่ามากและทำให้เกิดความเสียหายอย่างมีนัยสำคัญมากขึ้น จากกิจกรรมทางเทคนิค มนุษย์สร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้าเทียมที่แข็งแกร่งกว่าสนามแม่เหล็กธรรมชาติของโลกหลายร้อยเท่า แหล่งที่มาของรังสีจากการกระทำของมนุษย์ ได้แก่ อุปกรณ์ส่งสัญญาณวิทยุกำลังแรง ยานพาหนะไฟฟ้า สายไฟ

ช่วงความถี่และความยาวคลื่นของแหล่งกำเนิดรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าบางแหล่ง

ตัวกระตุ้นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ทรงพลังที่สุดตัวหนึ่งคือกระแสความถี่อุตสาหกรรม (50 Hz) ดังนั้น ความเข้มของสนามไฟฟ้าโดยตรงใต้สายส่งไฟฟ้าสามารถเข้าถึงดินได้หลายพันโวลต์ต่อเมตร แม้ว่าเนื่องจากคุณสมบัติของดินจะลดความเข้มลง แม้ว่าจะเคลื่อนที่ห่างจากเส้น 100 เมตร ความเข้มก็จะลดลงอย่างรวดเร็วจนเหลือหลายสิบของ โวลต์ต่อเมตร

การศึกษาผลกระทบทางชีวภาพของสนามไฟฟ้าพบว่าแม้ที่แรงดันไฟฟ้า 1 kV/m ก็ส่งผลเสียต่อระบบประสาทของมนุษย์ ซึ่งในทางกลับกันจะนำไปสู่การหยุดชะงักของระบบต่อมไร้ท่อและการเผาผลาญในร่างกาย (ทองแดง, สังกะสี เหล็ก และโคบอลต์) ขัดขวางการทำงานทางสรีรวิทยา: อัตราการเต้นของหัวใจ ความดันโลหิต การทำงานของสมอง กระบวนการเผาผลาญ และการทำงานของระบบภูมิคุ้มกัน

ตั้งแต่ปี 1972 เป็นต้นมา มีสิ่งพิมพ์ที่ศึกษาผลกระทบต่อคนและสัตว์ของสนามไฟฟ้าที่มีค่าความเข้มมากกว่า 10 kV/m

ความแรงของสนามแม่เหล็กแปรผันตามกระแสและแปรผกผันกับระยะทาง ความแรงของสนามไฟฟ้าเป็นสัดส่วนกับแรงดันไฟฟ้า (ประจุ) และแปรผกผันกับระยะทาง พารามิเตอร์ของฟิลด์เหล่านี้ขึ้นอยู่กับระดับแรงดันไฟฟ้า คุณลักษณะการออกแบบ และขนาดทางเรขาคณิตของสายไฟฟ้าแรงสูง การเกิดขึ้นของแหล่งกำเนิดสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่ทรงพลังและขยายออกไปทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในปัจจัยทางธรรมชาติที่ระบบนิเวศก่อตัวขึ้น สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กสามารถกระตุ้นประจุและกระแสไฟฟ้าที่พื้นผิวในร่างกายมนุษย์ได้

การวิจัยแสดงให้เห็นว่ากระแสสูงสุดในร่างกายมนุษย์ที่เกิดจากสนามไฟฟ้านั้นสูงกว่ากระแสที่เกิดจากสนามแม่เหล็กมาก ดังนั้นผลกระทบที่เป็นอันตรายของสนามแม่เหล็กจะปรากฏขึ้นเฉพาะเมื่อมีความเข้มประมาณ 200 A/m ซึ่งเกิดขึ้นที่ระยะ 1-1.5 ม. จากสายไฟเฟสของเส้นและเป็นอันตรายต่อผู้ปฏิบัติงานเมื่อทำงานภายใต้แรงดันไฟฟ้าเท่านั้น สถานการณ์นี้ทำให้เราสรุปได้ว่าไม่มีอิทธิพลทางชีวภาพของสนามแม่เหล็กความถี่อุตสาหกรรมต่อคนและสัตว์ที่อยู่ใต้สายไฟ ดังนั้น สนามไฟฟ้าของสายไฟจึงเป็นปัจจัยหลักที่มีประสิทธิผลทางชีวภาพในการส่งผ่านพลังงานทางไกลซึ่งสามารถ เป็นอุปสรรคต่อการอพยพของสัตว์น้ำและสัตว์บกประเภทต่างๆ

เส้นสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กที่ส่งผลต่อบุคคลที่ยืนอยู่ใต้สายไฟ AC เหนือศีรษะ

ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติการออกแบบของการส่งกำลัง (การหย่อนคล้อยของสายไฟ) อิทธิพลที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของสนามจะปรากฏในช่วงกลางของช่วงซึ่งความตึงเครียดสำหรับสายไฟฟ้าแรงสูงพิเศษและสูงพิเศษที่ระดับความสูงของมนุษย์คือ 5 - 20 kV/m และสูงกว่า ขึ้นอยู่กับระดับแรงดันไฟฟ้าและการออกแบบเส้น

ที่ส่วนรองรับซึ่งความสูงของระบบกันสะเทือนของลวดมากที่สุดและรู้สึกถึงผลการป้องกันของส่วนรองรับ ความแรงของสนามจะต่ำที่สุด เนื่องจากอาจมีคน สัตว์ และยานพาหนะอยู่ใต้สายส่งไฟฟ้า จึงจำเป็นต้องประเมินผลที่อาจเกิดขึ้นจากการที่สิ่งมีชีวิตอยู่ในสนามไฟฟ้าที่มีจุดแข็งต่างกันในระยะยาวและระยะสั้น

สนามไฟฟ้าที่ไวต่อสนามไฟฟ้ามากที่สุดคือสัตว์กีบเท้าและมนุษย์สวมรองเท้าที่ป้องกันสนามไฟฟ้าจากพื้นดิน กีบสัตว์ยังเป็นฉนวนที่ดีอีกด้วย ศักย์ไฟฟ้าเหนี่ยวนำในกรณีนี้สามารถเข้าถึง 10 kV และกระแสพัลส์ผ่านร่างกายเมื่อสัมผัสวัตถุที่มีพื้น (กิ่งพุ่มไม้ ใบหญ้า) คือ 100 - 200 μA คลื่นกระแสดังกล่าวปลอดภัยต่อร่างกาย แต่ความรู้สึกไม่พึงประสงค์บังคับให้สัตว์กีบเท้าหลีกเลี่ยงสายไฟฟ้าแรงสูงในฤดูร้อน

ในการกระทำของสนามไฟฟ้าต่อบุคคลกระแสที่ไหลผ่านร่างกายของเขามีบทบาทสำคัญ สิ่งนี้ถูกกำหนดโดยค่าการนำไฟฟ้าสูงของร่างกายมนุษย์ โดยที่อวัยวะที่มีเลือดและน้ำเหลืองไหลเวียนอยู่ในนั้นมีอำนาจเหนือกว่า

ในปัจจุบัน การทดลองกับสัตว์และอาสาสมัครของมนุษย์ได้พิสูจน์แล้วว่าความหนาแน่นกระแสการนำไฟฟ้าที่ 0.1 μA/cm3 และต่ำกว่านั้นไม่ส่งผลกระทบต่อการทำงานของสมอง เนื่องจากกระแสไฟชีวภาพแบบพัลส์ที่มักจะไหลในสมองมีมากกว่าความหนาแน่นของกระแสการนำดังกล่าวอย่างมีนัยสำคัญ .

ที่ความหนาแน่นกระแสที่มีค่าการนำไฟฟ้า 1 μA/cm จะสังเกตเห็นวงกลมของแสงที่กะพริบในดวงตาของบุคคล ความหนาแน่นกระแสที่สูงกว่านั้นได้จับค่าเกณฑ์ของการกระตุ้นตัวรับความรู้สึกแล้วเช่นเดียวกับเส้นประสาทและเซลล์กล้ามเนื้อซึ่งนำไปสู่ ต่อการปรากฏตัวของความกลัวและปฏิกิริยาของมอเตอร์โดยไม่สมัครใจ

หากบุคคลสัมผัสวัตถุที่แยกจากพื้นดินในโซนสนามไฟฟ้าที่มีความเข้มข้นสูง ความหนาแน่นของกระแสในโซนหัวใจจะขึ้นอยู่กับสถานะของเงื่อนไข "พื้นฐาน" อย่างมาก (ประเภทของรองเท้า สภาพดิน ฯลฯ ) แต่ก็สามารถบรรลุถึงคุณค่าเหล่านี้ได้แล้ว

ที่กระแสสูงสุดซึ่งสอดคล้องกับ Еmax == 15 kV/m (6.225 mA) เศษส่วนที่ทราบของกระแสนี้ไหลผ่านบริเวณส่วนหัว (ประมาณ 1/3) และพื้นที่ส่วนหัว (ประมาณ 100 ซม.) ความหนาแน่นกระแส<0,1 мкА/см, что и подтверждает допустимость принятой напряженности 15 кВ/м под проводами воздушной линии.

ด้านสุขภาพของมนุษย์ ปัญหาคือการกำหนดความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นกระแสที่เกิดขึ้นในเนื้อเยื่อกับการเหนี่ยวนำแม่เหล็กของสนามแม่เหล็กภายนอก V. การคำนวณความหนาแน่นกระแส

ซับซ้อนเนื่องจากเส้นทางที่แน่นอนของมันขึ้นอยู่กับการกระจายตัวของการนำไฟฟ้าในเนื้อเยื่อของร่างกาย

ดังนั้น ค่าการนำไฟฟ้าจำเพาะของสมองจึงถูกกำหนดโดย y = 0.2 ซม./ม. และของกล้ามเนื้อหัวใจคือ y = 0.25 ซม./ม. ถ้าเราเอารัศมีของศีรษะเป็น 7.5 ซม. และรัศมีของหัวใจเป็น 6 ซม. ผลคูณ yR จะเท่ากันในทั้งสองกรณี ดังนั้นจึงสามารถให้ค่าความหนาแน่นกระแสที่บริเวณรอบนอกของหัวใจและสมองได้หนึ่งค่า

ได้รับการพิจารณาแล้วว่าการเหนี่ยวนำแม่เหล็กซึ่งปลอดภัยต่อสุขภาพมีค่าประมาณ 0.4 mT ที่ความถี่ 50 หรือ 60 Hz ในสนามแม่เหล็ก (ตั้งแต่ 3 ถึง 10 mT, f = 10 - 60 Hz) สังเกตลักษณะของการกะพริบของแสงคล้ายกับที่เกิดขึ้นเมื่อกดที่ลูกตา

ความหนาแน่นกระแสที่เกิดขึ้นในร่างกายมนุษย์โดยสนามไฟฟ้าที่มีความเข้ม E คำนวณได้ดังนี้:

โดยมีค่าสัมประสิทธิ์ k ต่างกันสำหรับบริเวณสมองและหัวใจ

ค่า k=3-10 -3 ซม./เฮิร์ตซ์

ตามที่นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันกล่าวไว้ ความแรงของสนามที่ทำให้เส้นผมสั่นสะเทือนโดยผู้ชาย 5% ที่ทดสอบคือ 3 kV/m และสำหรับผู้ชาย 50% ที่ทดสอบคือ 20 kV/m ขณะนี้ยังไม่มีหลักฐานว่าความรู้สึกที่เกิดจากสนามทำให้เกิดผลเสียใดๆ เกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นกระแสและอิทธิพลทางชีวภาพ สามารถแยกแยะได้สี่ด้านดังแสดงในตาราง

ช่วงสุดท้ายของค่าความหนาแน่นกระแสเกี่ยวข้องกับเวลาการสัมผัสของลำดับของรอบการเต้นของหัวใจหนึ่งรอบ เช่น ประมาณ 1 วินาทีสำหรับบุคคล สำหรับการเปิดรับแสงที่สั้นกว่า ค่าเกณฑ์จะสูงกว่า เพื่อกำหนดความแรงของสนามไฟฟ้าตามเกณฑ์ มีการศึกษาทางสรีรวิทยาในมนุษย์ในสภาวะห้องปฏิบัติการที่ความแรงของสนามไฟฟ้าในช่วง 10 ถึง 32 กิโลโวลต์/เมตร เป็นที่ยอมรับกันว่าที่แรงดันไฟฟ้า 5 kV/m ผู้คน 80% ไม่รู้สึกเจ็บปวดระหว่างการปล่อยประจุเมื่อสัมผัสวัตถุที่ต่อสายดิน เป็นค่านี้ที่นำมาใช้เป็นค่ามาตรฐานเมื่อทำงานในการติดตั้งระบบไฟฟ้าโดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์ป้องกัน

การขึ้นอยู่กับเวลาที่อนุญาตของการเข้าพักของบุคคลในสนามไฟฟ้าที่มีความแรง E มากกว่าเกณฑ์นั้นประมาณโดยสมการ

การปฏิบัติตามเงื่อนไขนี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการรักษาสภาพทางสรีรวิทยาของร่างกายด้วยตนเองในระหว่างวันโดยไม่มีปฏิกิริยาตกค้างและการเปลี่ยนแปลงการทำงานหรือทางพยาธิวิทยา

มาทำความรู้จักกับผลลัพธ์หลักของการศึกษาผลกระทบทางชีวภาพของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กที่จัดทำโดยนักวิทยาศาสตร์โซเวียตและต่างประเทศ

อิทธิพลของสนามไฟฟ้าที่มีต่อบุคลากร

ในระหว่างการศึกษา ได้มีการติดเครื่องวัดปริมาณรังสีแบบรวมไว้ที่ปลายแขนด้านบนของพนักงานแต่ละคน พบว่าในหมู่คนงานบนสายไฟฟ้าแรงสูง ค่าการสัมผัสเฉลี่ยต่อวันอยู่ระหว่าง 1.5 kV/(m-h) ถึง 24 kV/(m-h) ค่าสูงสุดจะถูกบันทึกไว้ในกรณีที่หายากมาก จากข้อมูลการวิจัยที่ได้สรุปได้ว่าไม่มีความสัมพันธ์ที่มีนัยสำคัญระหว่างการสัมผัสภาคสนามกับสุขภาพโดยทั่วไปของประชาชน

ผลกระทบจากไฟฟ้าสถิตต่อเส้นผมของมนุษย์และสัตว์

การวิจัยดำเนินการโดยเชื่อมโยงกับสมมติฐานที่ว่าผลกระทบจากสนามสัมผัสที่พื้นผิวของผิวหนังมีสาเหตุมาจากการกระทำของแรงไฟฟ้าสถิตบนเส้นผม ผลที่ได้คือพบว่าที่ความแรงของสนามไฟฟ้า 50 กิโลโวลต์/เมตร ผู้ทดสอบจะรู้สึกคันที่เกี่ยวข้องกับการสั่นสะเทือนของเส้นผม ซึ่งบันทึกไว้โดยอุปกรณ์พิเศษ

ผลกระทบของสนามไฟฟ้าต่อพืช

การทดลองดำเนินการในห้องพิเศษในสนามที่ไม่บิดเบี้ยวด้วยแรงดันไฟฟ้าตั้งแต่ 0 ถึง 50 กิโลโวลต์/เมตร ตรวจพบความเสียหายเล็กน้อยต่อเนื้อเยื่อใบที่การสัมผัสในช่วง 20 ถึง 50 กิโลโวลต์/เมตร ขึ้นอยู่กับโครงร่างของพืชและปริมาณความชื้นเริ่มต้น พบการตายของเนื้อเยื่อในส่วนต่างๆ ของพืชที่มีขอบแหลมคม พืชหนาที่มีพื้นผิวโค้งมนเรียบไม่ได้รับความเสียหายที่แรงดันไฟฟ้า 50 kV/m ความเสียหายเกิดจากมงกุฎบนส่วนที่ยื่นออกมาของพืช ในพืชที่อ่อนแอที่สุด จะสังเกตเห็นความเสียหายภายใน 1 - 2 ชั่วโมงหลังการสัมผัส สิ่งสำคัญคือในต้นกล้าข้าวสาลีซึ่งมีปลายแหลมคมมาก จะเห็นยอดและความเสียหายได้ชัดเจนที่แรงดันไฟฟ้าที่ค่อนข้างต่ำที่ 20 kV/m นี่เป็นเกณฑ์ต่ำสุดสำหรับการเกิดรอยโรคในการศึกษา

กลไกที่เป็นไปได้มากที่สุดที่จะทำลายเนื้อเยื่อพืชคือความร้อน ความเสียหายของเนื้อเยื่อเกิดขึ้นเมื่อความแรงของสนามสูงพอที่จะทำให้เกิดโคโรนาและกระแสโคโรนาความหนาแน่นสูงไหลผ่านส่วนปลายของใบปลิว ความร้อนที่เกิดจากความต้านทานของเนื้อเยื่อใบทำให้เซลล์ในชั้นแคบ ๆ ตายซึ่งสูญเสียน้ำค่อนข้างเร็วแห้งและหดตัว อย่างไรก็ตามกระบวนการนี้มีข้อจำกัดและเปอร์เซ็นต์ของพื้นผิวพืชแห้งมีน้อย

ผลกระทบของสนามไฟฟ้าต่อสัตว์

การวิจัยดำเนินการในสองทิศทาง: การศึกษาในระดับระบบชีวภาพและการศึกษาเกณฑ์ของอิทธิพลที่ตรวจพบ ในบรรดาไก่ที่เลี้ยงในสนามที่มีแรงดันไฟฟ้า 80 kV/m มีน้ำหนักเพิ่มขึ้น ความมีชีวิต และอัตราการตายต่ำ เกณฑ์การรับรู้ภาคสนามวัดในนกพิราบบ้าน แสดงให้เห็นว่านกพิราบมีกลไกบางอย่างในการตรวจจับสนามไฟฟ้ากำลังต่ำ ไม่พบการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรม สังเกตว่าสัตว์ที่อยู่ในสนามไฟฟ้าที่มีความเข้มข้นสูงอาจประสบกับอาการช็อกขนาดเล็กเนื่องจากปัจจัยภายนอก ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขการทดลอง ซึ่งอาจนำไปสู่ความวิตกกังวลและความปั่นป่วนในอาสาสมัครได้

หลายประเทศมีกฎระเบียบที่จำกัดค่าความแรงของสนามสูงสุดในพื้นที่เส้นทางสายไฟเหนือศีรษะ แนะนำให้ใช้แรงดันไฟฟ้าสูงสุด 20 kV/m ในสเปน และค่าเดียวกันนี้ถือเป็นขีดจำกัดในเยอรมนีในปัจจุบัน

ความตระหนักรู้ของสาธารณชนเกี่ยวกับผลกระทบของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าต่อสิ่งมีชีวิตยังคงเพิ่มขึ้น และความสนใจและความกังวลเกี่ยวกับผลกระทบเหล่านี้จะนำไปสู่การวิจัยทางการแพทย์ที่เกี่ยวข้องอย่างต่อเนื่อง โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับผู้คนที่อาศัยอยู่ใกล้กับสายไฟเหนือศีรษะ

โลกของเราและดาวเคราะห์ดวงอื่นมีทั้งสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้า เป็นที่ทราบกันเมื่อประมาณ 150 ปีที่แล้วว่าโลกมีสนามไฟฟ้า ประจุไฟฟ้าของดาวเคราะห์ในระบบสุริยะถูกสร้างขึ้นโดยดวงอาทิตย์เนื่องจากผลของการเหนี่ยวนำไฟฟ้าสถิตและการแตกตัวเป็นไอออนของสสารของดาวเคราะห์ สนามแม่เหล็กเกิดขึ้นเนื่องจากการหมุนตามแกนของดาวเคราะห์ที่มีประจุ สนามแม่เหล็กเฉลี่ยของโลกและดาวเคราะห์ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นพื้นผิวเฉลี่ยของประจุไฟฟ้าลบ ความเร็วเชิงมุมของการหมุนตามแนวแกน และรัศมีของดาวเคราะห์ ดังนั้น โดยการเปรียบเทียบกับการที่แสงผ่านเลนส์ โลก (และดาวเคราะห์อื่นๆ) จึงควรได้รับการพิจารณาว่าเป็นเลนส์ไฟฟ้า ไม่ใช่แหล่งกำเนิดของสนามไฟฟ้า

ซึ่งหมายความว่าโลกเชื่อมต่อกับดวงอาทิตย์โดยใช้แรงไฟฟ้า ดวงอาทิตย์เองก็เชื่อมต่อกับศูนย์กลางของกาแล็กซีโดยใช้แรงแม่เหล็ก และศูนย์กลางของกาแล็กซีเชื่อมต่อกับการควบแน่นของกาแลคซีส่วนกลางผ่านแรงไฟฟ้า

ในทางไฟฟ้า โลกของเราเปรียบเสมือนตัวเก็บประจุทรงกลมที่มีประจุประมาณ 300,000 โวลต์ ทรงกลมด้านใน - พื้นผิวโลก - มีประจุลบ, ทรงกลมด้านนอก - ไอโอโนสเฟียร์ - มีประจุบวก ชั้นบรรยากาศของโลกทำหน้าที่เป็นฉนวน

กระแสรั่วไหลของตัวเก็บประจุแบบไอออนิกและการพาความร้อนซึ่งสูงถึงหลายพันแอมแปร์จะไหลผ่านชั้นบรรยากาศอย่างต่อเนื่อง แต่ถึงกระนั้นความต่างศักย์ระหว่างแผ่นของตัวเก็บประจุก็ไม่ลดลง

ซึ่งหมายความว่าโดยธรรมชาติแล้วจะมีเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (G) ซึ่งจะคอยเติมประจุที่รั่วจากแผ่นตัวเก็บประจุอย่างต่อเนื่อง เครื่องกำเนิดดังกล่าวเป็นสนามแม่เหล็กของโลกซึ่งหมุนไปพร้อมกับดาวเคราะห์ของเราในการไหลของลมสุริยะ

เช่นเดียวกับตัวเก็บประจุที่มีประจุใดๆ สนามไฟฟ้าก็มีอยู่ในตัวเก็บประจุแบบดิน ความแรงของสนามแม่เหล็กนี้มีการกระจายในความสูงไม่เท่ากัน โดยมีค่าสูงสุดที่พื้นผิวโลกและมีค่าประมาณ 150 V/m ด้วยความสูงจะลดลงโดยประมาณตามกฎเอ็กซ์โพเนนเชียล และที่ระดับความสูง 10 กม. จะคิดเป็นประมาณ 3% ของมูลค่าที่พื้นผิวโลก

ดังนั้นสนามไฟฟ้าเกือบทั้งหมดจึงกระจุกตัวอยู่ที่ชั้นล่างของชั้นบรรยากาศ ใกล้กับพื้นผิวโลก โดยทั่วไปแล้วเวกเตอร์ความแรงของสนามไฟฟ้าของโลก E จะชี้ลง สนามไฟฟ้าของโลกก็เหมือนกับสนามไฟฟ้าอื่นๆ ที่กระทำต่อประจุด้วยแรง F ซึ่งผลักประจุบวกลงไปที่พื้น และประจุลบขึ้นไปบนเมฆ

ทั้งหมดนี้สามารถเห็นได้ในปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ พายุเฮอริเคน พายุโซนร้อน และพายุไซโคลนหลายลูกกำลังโหมกระหน่ำบนโลกอย่างต่อเนื่อง ตัวอย่างเช่นการเพิ่มขึ้นของอากาศในช่วงพายุเฮอริเคนเกิดขึ้นสาเหตุหลักมาจากความแตกต่างของความหนาแน่นของอากาศที่บริเวณรอบนอกของพายุเฮอริเคนและในศูนย์กลาง - หอทำความร้อน แต่ไม่เพียงเท่านั้น แรงยกส่วนหนึ่ง (ประมาณหนึ่งในสาม) มาจากสนามไฟฟ้าของโลกตามกฎของคูลอมบ์

มหาสมุทรในช่วงที่เกิดพายุเป็นสนามขนาดใหญ่ที่เต็มไปด้วยจุดและซี่โครงซึ่งมีประจุลบและความเข้มของสนามไฟฟ้าของโลกกระจุกตัวอยู่ การระเหยของโมเลกุลของน้ำภายใต้สภาวะดังกล่าวจะจับประจุลบและนำติดตัวไปด้วยได้ง่าย และสนามไฟฟ้าของโลกตามกฎของคูลอมบ์จะเคลื่อนประจุเหล่านี้ขึ้นด้านบน และเพิ่มแรงยกขึ้นไปในอากาศ

ดังนั้นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าทั่วโลกของโลกจึงใช้พลังงานส่วนหนึ่งเพื่อเพิ่มความเข้มข้นของกระแสน้ำวนในชั้นบรรยากาศบนโลก - พายุเฮอริเคน พายุ พายุไซโคลน ฯลฯ นอกจากนี้การใช้พลังงานดังกล่าวไม่ได้ส่งผลกระทบต่อขนาดของสนามไฟฟ้าของโลก แต่อย่างใด

สนามไฟฟ้าของโลกขึ้นอยู่กับความผันผวน โดยในฤดูหนาวจะแรงกว่าฤดูร้อน และจะถึงสูงสุดทุกวันที่ 19 ชั่วโมง GMT และยังขึ้นอยู่กับสภาพอากาศด้วย แต่ความผันผวนเหล่านี้ไม่เกิน 30% ของมูลค่าเฉลี่ย ในบางกรณีซึ่งเกิดขึ้นไม่บ่อยนัก ภายใต้สภาพอากาศบางอย่าง ความแรงของสนามนี้อาจเพิ่มขึ้นได้หลายครั้ง

ในระหว่างที่เกิดพายุฝนฟ้าคะนอง สนามไฟฟ้าจะเปลี่ยนแปลงเป็นช่วงกว้างและสามารถเปลี่ยนทิศทางไปในทิศทางตรงกันข้ามได้ แต่จะเกิดขึ้นในพื้นที่เล็กๆ ใต้ห้องพายุฝนฟ้าคะนองโดยตรงในระยะเวลาอันสั้น

ฟิสิกส์

ชีววิทยา

พืชและศักย์ไฟฟ้า

เสร็จสิ้นโดย: Markevich V.V.

โรงเรียนมัธยม GBOU หมายเลข 740 มอสโก

ชั้นประถมศึกษาปีที่ 9

หัวหน้า: Kozlova Violetta Vladimirovna

ครูสอนฟิสิกส์และคณิตศาสตร์

มอสโก 2013

เนื้อหา

การแนะนำ

1. ความเกี่ยวข้อง

   เป้าหมายและวัตถุประสงค์ของการทำงาน

   วิธีการวิจัย

   ความสำคัญของงาน

วิเคราะห์วรรณกรรมที่ศึกษาในหัวข้อ “ไฟฟ้าในชีวิต

พืช"

1. การแตกตัวเป็นไอออนของอากาศภายในอาคาร

ระเบียบวิธีวิจัยและเทคโนโลยี

1. การศึกษากระแสความเสียหายในพืชชนิดต่างๆ

   1. การทดลองที่ 1 (กับมะนาว)

      การทดลองที่ 2 (กับแอปเปิ้ล)

      การทดลองที่ 3 (กับใบพืช)

ศึกษาอิทธิพลของสนามไฟฟ้าต่อการงอกของเมล็ด

1. การทดลองสังเกตผลของอากาศไอออไนซ์ต่อการงอกของเมล็ดถั่ว

   การทดลองสังเกตผลของอากาศไอออไนซ์ต่อการงอกของเมล็ดถั่ว

ข้อสรุป

บทสรุป

วรรณกรรม

บทที่ 1 บทนำ

“ไม่ว่าปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าจะน่าอัศจรรย์เพียงใด

มีอยู่ในสารอนินทรีย์จึงไม่ไป

โดยไม่เปรียบเทียบกับสิ่งที่เกี่ยวข้อง

กระบวนการของชีวิต”

ไมเคิล ฟาราเดย์

ในงานนี้ เราได้กล่าวถึงประเด็นการวิจัยที่น่าสนใจและมีแนวโน้มมากที่สุดเรื่องหนึ่ง นั่นก็คืออิทธิพลของสภาพทางกายภาพที่มีต่อพืช

จากการศึกษาวรรณกรรมในประเด็นนี้ ฉันได้เรียนรู้ว่าศาสตราจารย์ P. P. Gulyaev โดยใช้อุปกรณ์ที่มีความไวสูง สามารถพิสูจน์ได้ว่าสนามไฟฟ้าชีวภาพที่อ่อนแอล้อมรอบสิ่งมีชีวิตใดๆ และเป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าทุกเซลล์ของสิ่งมีชีวิตมีโรงไฟฟ้าของตัวเอง และศักยภาพของเซลล์ก็ไม่เล็กนัก ตัวอย่างเช่นในสาหร่ายบางชนิดจะมีค่าสูงถึง 0.15 V.

“ หากประกอบถั่วลันเตา 500 คู่ตามลำดับตามลำดับ แรงดันไฟฟ้าสุดท้ายจะเป็น 500 โวลต์... เป็นเรื่องดีที่ผู้ปรุงอาหารไม่ได้ตระหนักถึงอันตรายที่คุกคามเขาเมื่อเขาเตรียมอาหารจานพิเศษนี้ และโชคดีสำหรับเขา ที่เมล็ดถั่วไม่ได้เชื่อมต่อกันตามลำดับ" คำกล่าวของนักวิจัยชาวอินเดีย J. Boss นี้มีพื้นฐานมาจากการทดลองทางวิทยาศาสตร์อันเข้มงวด เขาเชื่อมต่อส่วนภายในและภายนอกของถั่วเข้ากับกัลวาโนมิเตอร์ และตั้งอุณหภูมิให้อยู่ที่ 60°C อุปกรณ์แสดงความต่างศักย์ไฟฟ้า 0.5 V

สิ่งนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร? เครื่องกำเนิดไฟฟ้าและแบตเตอรี่ที่มีชีวิตทำงานบนหลักการใด รองหัวหน้าภาควิชาระบบการดำรงชีวิตที่สถาบันฟิสิกส์และเทคโนโลยีแห่งมอสโก ผู้สมัครสาขาวิทยาศาสตร์กายภาพและคณิตศาสตร์ เอดูอาร์ด ทรูคาน เชื่อว่าหนึ่งในกระบวนการที่สำคัญที่สุดที่เกิดขึ้นในเซลล์พืชคือกระบวนการดูดซึมพลังงานแสงอาทิตย์ ซึ่งเป็นกระบวนการ ของการสังเคราะห์ด้วยแสง

ดังนั้น หากในขณะนั้นนักวิทยาศาสตร์สามารถ "ดึง" อนุภาคที่มีประจุบวกและประจุลบออกจากกันในทิศทางที่แตกต่างกัน ในทางทฤษฎีแล้ว เราจะมีเครื่องกำเนิดสิ่งมีชีวิตที่ยอดเยี่ยมในการกำจัดของเรา เชื้อเพลิงซึ่งจะเป็นน้ำและแสงแดด และใน นอกจากพลังงานแล้ว ยังผลิตออกซิเจนบริสุทธิ์อีกด้วย

บางทีในอนาคตเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดังกล่าวจะถูกสร้างขึ้น แต่เพื่อให้ความฝันนี้เป็นจริง นักวิทยาศาสตร์จะต้องทำงานหนัก: พวกเขาจำเป็นต้องเลือกพืชที่เหมาะสมที่สุด และอาจถึงขั้นเรียนรู้วิธีสร้างเมล็ดคลอโรฟิลล์เทียม สร้างเยื่อบางประเภทที่สามารถแยกประจุได้ ปรากฎว่าเซลล์ที่มีชีวิตซึ่งเก็บพลังงานไฟฟ้าไว้ในตัวเก็บประจุตามธรรมชาติ - เยื่อหุ้มเซลล์ของการก่อตัวของเซลล์พิเศษไมโตคอนเดรียจากนั้นใช้มันเพื่อทำงานมากมาย: สร้างโมเลกุลใหม่ดึงสารอาหารเข้าสู่เซลล์ควบคุมอุณหภูมิของมันเอง .. และนั่นไม่ใช่ทั้งหมด ด้วยความช่วยเหลือของไฟฟ้าโรงงานจึงดำเนินการหลายอย่าง: หายใจ, เคลื่อนไหว, เติบโต

ความเกี่ยวข้อง

ปัจจุบันอาจแย้งได้ว่าการศึกษาชีวิตทางไฟฟ้าของพืชมีประโยชน์ต่อการเกษตร I.V. Michurin ได้ทำการทดลองเกี่ยวกับผลกระทบของกระแสไฟฟ้าต่อการงอกของต้นกล้าลูกผสม

การบำบัดเมล็ดก่อนหว่านเป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดของเทคโนโลยีการเกษตรซึ่งช่วยให้สามารถเพิ่มความงอกและผลผลิตของพืชได้ในที่สุดและนี่เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในสภาพอากาศในฤดูร้อนที่ไม่ยาวและอบอุ่นมากนัก

เป้าหมายและวัตถุประสงค์ของการทำงาน

วัตถุประสงค์ของงานคือเพื่อศึกษาการมีอยู่ของศักย์ไฟฟ้าชีวภาพในพืช และเพื่อศึกษาอิทธิพลของสนามไฟฟ้าต่อการงอกของเมล็ด

เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการศึกษาจำเป็นต้องแก้ไขดังต่อไปนี้ งาน :

ศึกษาหลักการพื้นฐานเกี่ยวกับหลักคำสอนเรื่องศักย์ไฟฟ้าชีวภาพและอิทธิพลของสนามไฟฟ้าที่มีต่อชีวิตของพืช

ดำเนินการทดลองเพื่อตรวจจับและสังเกตกระแสความเสียหายในโรงงานต่างๆ

ดำเนินการทดลองสังเกตอิทธิพลของสนามไฟฟ้าต่อการงอกของเมล็ด

วิธีการวิจัย

เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์การวิจัยจึงใช้วิธีการทางทฤษฎีและปฏิบัติ วิธีทางทฤษฎี: ค้นหา ศึกษา และวิเคราะห์วรรณกรรมทางวิทยาศาสตร์และวิทยาศาสตร์ยอดนิยมเกี่ยวกับเรื่องนี้ ใช้วิธีการวิจัยเชิงปฏิบัติ: การสังเกต การวัด การทำการทดลอง

ความสำคัญของงาน

เนื้อหาในงานนี้สามารถนำมาใช้ในบทเรียนฟิสิกส์และชีววิทยาได้ เนื่องจากประเด็นสำคัญนี้ไม่ครอบคลุมอยู่ในหนังสือเรียน และวิธีการดำเนินการทดลองใช้เป็นสื่อสำหรับการเรียนภาคปฏิบัติในวิชาเลือก

บทที่ 2 การวิเคราะห์วรรณกรรมที่ศึกษา

ประวัติความเป็นมาการวิจัยคุณสมบัติทางไฟฟ้าของพืช

ลักษณะเฉพาะอย่างหนึ่งของสิ่งมีชีวิตคือความสามารถในการระคายเคือง

Charles Darwinให้ความสำคัญกับความหงุดหงิดของพืช เขาศึกษารายละเอียดเกี่ยวกับลักษณะทางชีวภาพของตัวแทนแมลงในโลกพืชซึ่งมีความไวสูง และนำเสนอผลการวิจัยของเขาในหนังสือยอดเยี่ยมเรื่อง On Insectivorous Plants ซึ่งตีพิมพ์ในปี พ.ศ. 2418 นอกจากนี้ความสนใจของนักธรรมชาติวิทยาผู้ยิ่งใหญ่ยังถูกดึงดูดโดยการเคลื่อนไหวของพืชต่างๆ เมื่อนำมารวมกัน การศึกษาทั้งหมดชี้ให้เห็นว่าสิ่งมีชีวิตของพืชมีความคล้ายคลึงกับสัตว์อย่างน่าประหลาดใจ

การใช้วิธีอิเล็กโทรสรีรวิทยาอย่างแพร่หลายทำให้นักสรีรวิทยาของสัตว์มีความก้าวหน้าอย่างมากในด้านความรู้นี้ พบว่ากระแสไฟฟ้า (กระแสชีวภาพ) เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในสิ่งมีชีวิตของสัตว์ ซึ่งการแพร่กระจายของกระแสไฟฟ้าทำให้เกิดปฏิกิริยาของมอเตอร์ ชาร์ลส์ ดาร์วิน แนะนำว่าปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าที่คล้ายกันนี้เกิดขึ้นในใบของพืชกินแมลงซึ่งมีความสามารถในการเคลื่อนไหวค่อนข้างเด่นชัด อย่างไรก็ตาม ตัวเขาเองไม่ได้ทดสอบสมมติฐานนี้ ตามคำขอของเขา การทดลองกับต้นกาบหอยแครงดาวศุกร์ได้ดำเนินการในปี พ.ศ. 2417 โดยนักสรีรวิทยาจากมหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ดเบอร์ดาน แซนเดอร์สัน. เมื่อเชื่อมต่อใบของพืชชนิดนี้กับกัลวาโนมิเตอร์แล้วนักวิทยาศาสตร์ตั้งข้อสังเกตว่าเข็มเบี่ยงเบนไปทันที ซึ่งหมายความว่าแรงกระตุ้นไฟฟ้าเกิดขึ้นในใบที่มีชีวิตของพืชกินแมลงชนิดนี้ เมื่อผู้วิจัยทำให้ใบไม้ระคายเคืองโดยการสัมผัสขนแปรงที่อยู่บนพื้นผิว เข็มกัลวาโนมิเตอร์จะเบนไปในทิศทางตรงกันข้าม เช่นเดียวกับในการทดลองกับกล้ามเนื้อของสัตว์

นักสรีรวิทยาชาวเยอรมันแฮร์มันน์ มุงค์ซึ่งทำการทดลองต่อไป ได้ข้อสรุปในปี พ.ศ. 2419 ว่าใบของกาบหอยแครงมีลักษณะทางไฟฟ้าคล้ายกับเส้นประสาท กล้ามเนื้อ และอวัยวะไฟฟ้าของสัตว์บางชนิด

ในรัสเซียใช้วิธีการทางไฟฟ้าสรีรวิทยาเอ็น เค เลวาคอฟสกี้เพื่อศึกษาปรากฏการณ์ความหงุดหงิดในผักกระเฉดขี้อาย ในปี พ.ศ. 2410 เขาได้ตีพิมพ์หนังสือชื่อ “ว่าด้วยการเคลื่อนที่ของอวัยวะกระตุ้นของพืช” ในการทดลองของ N.K. Levakovsky พบสัญญาณไฟฟ้าที่แรงที่สุดในชิ้นงานเหล่านั้นมิโมซ่า ผู้ที่ตอบสนองต่อสิ่งเร้าภายนอกอย่างกระฉับกระเฉงที่สุด หากผักกระเฉดถูกความร้อนทำลายอย่างรวดเร็ว ส่วนที่ตายแล้วของพืชจะไม่สร้างสัญญาณไฟฟ้า ผู้เขียนยังสังเกตเห็นการปรากฏตัวของแรงกระตุ้นไฟฟ้าในเกสรตัวผู้ทิสเทิลและทิสเทิลในก้านใบของหยาดน้ำค้าง ต่อมาก็พบว่า

ศักย์ไฟฟ้าชีวภาพในเซลล์พืช

ชีวิตของพืชเกี่ยวข้องกับความชื้น ดังนั้นกระบวนการทางไฟฟ้าในพวกมันจึงปรากฏได้อย่างเต็มที่ที่สุดภายใต้สภาวะความชื้นปกติและจางหายไปเมื่อพวกมันเหี่ยวเฉา นี่เป็นเพราะการแลกเปลี่ยนประจุระหว่างของเหลวกับผนังของหลอดเลือดฝอยในระหว่างการไหลของสารละลายธาตุอาหารผ่านเส้นเลือดฝอยของพืช รวมถึงกระบวนการแลกเปลี่ยนไอออนระหว่างเซลล์และสิ่งแวดล้อม สนามไฟฟ้าที่สำคัญที่สุดสำหรับชีวิตนั้นตื่นเต้นอยู่ในเซลล์

ดังนั้นเราจึงรู้ว่า...

ละอองเกสรที่ถูกลมพัดมีประจุลบ ‚ กำลังเข้าใกล้ประจุของเม็ดฝุ่นในระหว่างที่เกิดพายุฝุ่น ใกล้กับพืชที่สูญเสียละอองเกสร อัตราส่วนระหว่างไอออนแสงบวกและลบจะเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว ซึ่งส่งผลดีต่อการพัฒนาของพืชต่อไป

ในการปฏิบัติงานฉีดพ่นยาฆ่าแมลงในการเกษตรพบว่าสารเคมีที่มีประจุบวกจะสะสมอยู่บนหัวบีทและต้นแอปเปิ้ล ในขณะที่สารเคมีที่มีประจุลบจะสะสมอยู่บนไลแลค

การส่องสว่างของใบไม้ด้านเดียวกระตุ้นความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างบริเวณที่ส่องสว่างกับที่ไม่มีแสงสว่างกับก้านใบ ลำต้น และราก ความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นนี้เป็นการแสดงออกถึงการตอบสนองของพืชต่อการเปลี่ยนแปลงในร่างกายที่เกี่ยวข้องกับการเริ่มต้นหรือการหยุดกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง

การงอกของเมล็ดในสนามไฟฟ้าแรงสูง (เช่น ใกล้ขั้วไฟฟ้าจำหน่าย)นำไปสู่การเปลี่ยนแปลง ความสูงและความหนาของลำต้นและความหนาแน่นของยอดพืชที่กำลังพัฒนา สิ่งนี้เกิดขึ้นสาเหตุหลักมาจากการกระจายประจุพื้นที่ในตัวพืชภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้าภายนอก

บริเวณที่เสียหายในเนื้อเยื่อพืชจะมีประจุลบอยู่เสมอ พื้นที่ที่ค่อนข้างไม่เสียหาย และพื้นที่ที่ต้นไม้ตายจะมีประจุลบเมื่อเทียบกับพื้นที่ที่เติบโตภายใต้สภาวะปกติ

เมล็ดพืชที่มีประจุมีค่าการนำไฟฟ้าค่อนข้างสูงดังนั้นจึงสูญเสียประจุอย่างรวดเร็ว เมล็ดวัชพืชมีคุณสมบัติใกล้เคียงกับไดอิเล็กทริกและสามารถเก็บประจุได้เป็นเวลานาน ใช้เพื่อแยกเมล็ดพืชผลออกจากวัชพืชบนสายพานลำเลียง

ไม่สามารถตื่นเต้นกับความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในร่างกายพืชได้ ‚ เพราะพืชไม่มีอวัยวะไฟฟ้าเฉพาะ ดังนั้นในบรรดาพืชต่างๆ จึงไม่มี "ต้นไม้แห่งความตาย" ที่สามารถฆ่าสิ่งมีชีวิตด้วยพลังงานไฟฟ้าได้

ผลกระทบของไฟฟ้าในชั้นบรรยากาศต่อพืช

ลักษณะเฉพาะประการหนึ่งของโลกของเราคือการมีสนามไฟฟ้าคงที่ในชั้นบรรยากาศ บุคคลนั้นไม่สังเกตเห็นเขา แต่สถานะทางไฟฟ้าของบรรยากาศไม่ได้สนใจเขาและสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ที่อาศัยอยู่ในโลกของเรารวมถึงพืชด้วย เหนือโลกที่ระดับความสูง 100-200 กม. มีชั้นของอนุภาคที่มีประจุบวก - ไอโอโนสเฟียร์
ซึ่งหมายความว่า เมื่อคุณเดินไปตามสนาม ถนน จัตุรัส คุณจะเคลื่อนที่ในสนามไฟฟ้า และสูดประจุไฟฟ้าเข้าไป.

อิทธิพลของไฟฟ้าในชั้นบรรยากาศที่มีต่อพืชได้รับการศึกษามาตั้งแต่ปี 1748 โดยผู้เขียนหลายคน ในปีนี้ Abbe Nolet รายงานการทดลองที่เขาทำให้พืชเกิดไฟฟ้าโดยการวางไว้ใต้ขั้วไฟฟ้าที่มีประจุ เขาสังเกตเห็นความเร่งในการงอกและการเติบโต Grandieu (1879) ตั้งข้อสังเกตว่าพืชที่ไม่ได้รับไฟฟ้าจากชั้นบรรยากาศโดยการวางในกล่องลวดตาข่ายที่ต่อสายดิน พบว่าน้ำหนักลดลง 30 ถึง 50% เมื่อเทียบกับพืชควบคุม

Lemström (1902) ทำให้พืชได้รับไอออนของอากาศโดยวางไว้ใต้สายไฟที่มีจุดและเชื่อมต่อกับแหล่งกำเนิดไฟฟ้าแรงสูง (1 เมตรเหนือระดับพื้นดิน กระแสไอออน 10-11 – 10 -12 แอมแปร์/ซม.2 ) และเขาพบว่ามีน้ำหนักและความยาวเพิ่มขึ้นมากกว่า 45% (เช่น แครอท ถั่วลันเตา กะหล่ำปลี)

ความจริงที่ว่าการเจริญเติบโตของพืชถูกเร่งในบรรยากาศที่มีความเข้มข้นของไอออนขนาดเล็กบวกและลบเพิ่มขึ้นอย่างเทียม ได้รับการยืนยันเมื่อเร็ว ๆ นี้โดย Krueger และเพื่อนร่วมงานของเขา พวกเขาพบว่าเมล็ดข้าวโอ๊ตตอบสนองต่อไอออนบวกและไอออนลบ (ความเข้มข้นประมาณ 10 4 ไอออน/ซม.3 ) ความยาวรวมเพิ่มขึ้น 60% และเพิ่มน้ำหนักสดและแห้ง 25-73% การวิเคราะห์ทางเคมีของส่วนเหนือพื้นดินของพืชพบว่ามีปริมาณโปรตีน ไนโตรเจน และน้ำตาลเพิ่มขึ้น ในกรณีของข้าวบาร์เลย์ มีการยืดตัวทั้งหมดเพิ่มขึ้นอีก (ประมาณ 100%); การเพิ่มขึ้นของน้ำหนักสดนั้นไม่ดีนัก แต่มีน้ำหนักแห้งเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด ซึ่งมาพร้อมกับปริมาณโปรตีน ไนโตรเจน และน้ำตาลที่เพิ่มขึ้นตามลำดับ

พัศดียังได้ทำการทดลองกับเมล็ดพืชด้วย เขาพบว่าการงอกของถั่วเขียวและถั่วลันเตาเกิดขึ้นเร็วขึ้นเมื่อระดับไอออนของขั้วใดขั้วหนึ่งเพิ่มขึ้น เปอร์เซ็นต์สุดท้ายของเมล็ดงอกต่ำกว่าโดยมีไอออนไนซ์เป็นลบเมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มควบคุม การงอกในกลุ่มไอออนบวกและกลุ่มควบคุมเหมือนกัน เมื่อต้นกล้าเจริญเติบโต พืชควบคุมและแตกตัวเป็นไอออนเชิงบวกยังคงเติบโตต่อไป ในขณะที่พืชที่ได้รับไอออนลบส่วนใหญ่เหี่ยวเฉาและตายไป

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีการเปลี่ยนแปลงอย่างมากในสถานะทางไฟฟ้าของบรรยากาศ ภูมิภาคต่างๆ ของโลกเริ่มมีความแตกต่างกันในสถานะไอออนไนซ์ของอากาศ ซึ่งเกิดจากฝุ่น การปนเปื้อนของก๊าซ เป็นต้น ค่าการนำไฟฟ้าของอากาศเป็นตัวบ่งชี้ความบริสุทธิ์ที่ละเอียดอ่อน ยิ่งอนุภาคแปลกปลอมในอากาศมีจำนวนไอออนที่สะสมอยู่บนอากาศมากขึ้น ส่งผลให้ค่าการนำไฟฟ้าของอากาศลดลง
ดังนั้นในมอสโกอากาศ 1 ซม. 3 มีประจุลบ 4 อันในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก - 9 ประจุดังกล่าวใน Kislovodsk ซึ่งมาตรฐานความบริสุทธิ์ของอากาศคือ 1.5 พันอนุภาคและทางตอนใต้ของ Kuzbass ในป่าเบญจพรรณของ เชิงเขาจำนวนอนุภาคเหล่านี้สูงถึง 6,000 ซึ่งหมายความว่าเมื่อมีอนุภาคเชิงลบมากขึ้น การหายใจก็จะง่ายขึ้น และเมื่อมีฝุ่น คนก็จะฝุ่นละอองน้อยลง เนื่องจากอนุภาคฝุ่นเกาะตัวพวกเขา
เป็นที่ทราบกันดีว่าใกล้กับน้ำที่ไหลเร็วอากาศจะสดชื่นและสดชื่น ประกอบด้วยไอออนลบจำนวนมาก ย้อนกลับไปในศตวรรษที่ 19 มีการพิจารณาว่าหยดที่มีขนาดใหญ่กว่าในน้ำกระเซ็นมีประจุบวก และหยดเล็กๆ ก็มีประจุลบ เนื่องจากหยดขนาดใหญ่จะจับตัวเร็วขึ้น หยดเล็กๆ ที่มีประจุลบจึงยังคงอยู่ในอากาศ
ในทางตรงกันข้าม อากาศในห้องแคบที่มีอุปกรณ์แม่เหล็กไฟฟ้าหลายประเภทจะอิ่มตัวด้วยไอออนบวก แม้แต่การเข้าพักในห้องดังกล่าวค่อนข้างสั้นก็ทำให้เกิดอาการง่วงซึมง่วงซึมเวียนศีรษะและปวดศีรษะ

บทที่ 3 ระเบียบวิธีวิจัย

การศึกษากระแสความเสียหายในพืชชนิดต่างๆ

เครื่องมือและวัสดุ

3 มะนาว, แอปเปิ้ล, มะเขือเทศ, ใบพืช;

เหรียญทองแดงแวววาว 3 เหรียญ

สกรูชุบสังกะสี 3 อัน

สายไฟควรมีที่หนีบที่ปลาย

มีดเล็ก

บันทึกเหนียวหลายอัน

ไฟ LED แรงดันต่ำ 300mV;

เล็บหรือสว่าน

มัลติมิเตอร์

การทดลองเพื่อตรวจจับและสังเกตกระแสความเสียหายในพืช

เทคนิคการทำการทดลองครั้งที่ 1 กระแสในมะนาว

ก่อนอื่น บดมะนาวทั้งหมดก่อน ทำเช่นนี้เพื่อให้น้ำปรากฏอยู่ในมะนาว

เราขันสกรูสังกะสีเข้ากับมะนาวประมาณหนึ่งในสามของความยาว ใช้มีดตัดมะนาวเป็นเส้นเล็ก ๆ อย่างระมัดระวัง - 1/3 ของความยาว เราใส่เหรียญทองแดงเข้าไปในช่องของมะนาวเพื่อให้ครึ่งหนึ่งอยู่ข้างนอก

เราใส่สกรูและเหรียญเข้าไปในมะนาวอีกสองตัวในลักษณะเดียวกัน จากนั้นเราต่อสายไฟและที่หนีบเชื่อมต่อมะนาวโดยให้สกรูของมะนาวอันแรกเชื่อมต่อกับเหรียญของวินาทีเป็นต้น เราเชื่อมต่อสายไฟเข้ากับเหรียญจากมะนาวลูกแรกและสกรูจากลูกสุดท้าย มะนาวทำงานเหมือนแบตเตอรี่ เหรียญคือขั้วบวก (+) และสกรูคือขั้วลบ (-) น่าเสียดายที่นี่เป็นแหล่งพลังงานที่อ่อนแอมาก แต่สามารถปรับปรุงได้โดยการรวมมะนาวหลายๆ ลูกเข้าด้วยกัน

เชื่อมต่อขั้วบวกของไดโอดเข้ากับขั้วบวกของแบตเตอรี่ เชื่อมต่อขั้วลบ ไดโอดเปิดอยู่!!!

เมื่อเวลาผ่านไป แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของแบตเตอรี่มะนาวจะลดลง เราสังเกตเห็นว่าแบตเตอรี่เลมอนใช้งานได้นานเท่าใด หลังจากนั้นไม่นาน มะนาวก็เข้มขึ้นใกล้กับสกรู หากคุณถอดสกรูออกแล้วใส่ (หรือสกรูตัวใหม่) ในตำแหน่งอื่นบนมะนาว คุณสามารถยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่ได้บางส่วน คุณยังสามารถลองทำให้แบตเตอรี่บุบได้โดยการย้ายเหรียญเป็นครั้งคราว

เราทำการทดลองกับมะนาวจำนวนมาก ไดโอดเริ่มเรืองแสงสว่างขึ้น ตอนนี้แบตเตอรี่ใช้งานได้นานขึ้น

ใช้สังกะสีและทองแดงเป็นชิ้นใหญ่

เราใช้มัลติมิเตอร์และวัดแรงดันแบตเตอรี่

เทคนิคการทำการทดลองครั้งที่ 2 กระแสในแอปเปิ้ล

แอปเปิ้ลถูกตัดครึ่งและเอาแกนออก

หากอิเล็กโทรดทั้งสองที่กำหนดให้กับมัลติมิเตอร์ถูกนำไปใช้กับด้านนอกของแอปเปิล (เปลือก) มัลติมิเตอร์จะไม่ตรวจจับความต่างศักย์ไฟฟ้า

อิเล็กโทรดหนึ่งอันถูกย้ายไปที่ด้านในของเยื่อกระดาษ และมัลติมิเตอร์จะบันทึกลักษณะของความเสียหายในปัจจุบัน

เรามาทดลองกับผัก-มะเขือเทศกันดีกว่า

ผลการวัดถูกวางไว้ในตาราง

อิเล็กโทรดหนึ่งอันบนเปลือก

อีกอันอยู่ในเนื้อแอปเปิ้ล

0.21 โวลต์

อิเล็กโทรดในเนื้อแอปเปิ้ลที่หั่นแล้ว

0,05 โวลต์

อิเล็กโทรดในเนื้อมะเขือเทศ

0,02 โวลต์

เทคนิคการทดลองครั้งที่ 3 กระแสในก้านตัด

ใบและก้านพืชถูกตัดออก

เราวัดกระแสความเสียหายในก้านตัดที่ระยะห่างระหว่างอิเล็กโทรดที่แตกต่างกัน

ผลการวัดถูกวางไว้ในตาราง

ผลการวิจัย

ศักย์ไฟฟ้าสามารถตรวจพบได้ในโรงงานใดๆ

ศึกษาอิทธิพลของสนามไฟฟ้าต่อการงอกของเมล็ด

เครื่องมือและวัสดุ

ถั่วและเมล็ดถั่ว

จานเพาะเชื้อ;

ไอออนไนเซอร์อากาศ;

ดู;

น้ำ.

การทดลองสังเกตผลของอากาศไอออไนซ์ต่อการงอกของเมล็ด

เทคนิคการทำการทดลองครั้งที่ 1

เปิดเครื่องสร้างประจุไอออนทุกวันเป็นเวลา 10 นาที

การงอกของเมล็ด 8 เมล็ด

(5 ไม่งอก)

10.03.09

การเจริญเติบโตของถั่วงอก

เวลา 10 เมล็ด (3 เมล็ดไม่งอก)

การเจริญเติบโตของถั่วงอก

11.03.09

การเจริญเติบโตของถั่วงอก

เวลา 10 เมล็ด (3 เมล็ดไม่งอก)

การเจริญเติบโตของถั่วงอก

12.03.09

การเจริญเติบโตของถั่วงอก

การเจริญเติบโตของถั่วงอก

การงอกของเมล็ด 3 เมล็ด

(4 ไม่งอก)

11.03.09

การเพิ่มจำนวนเมล็ดงอก

การงอกของเมล็ด 2 เมล็ด

(2 ไม่งอก)

12.03.09

การเพิ่มจำนวนเมล็ดงอก

การเพิ่มจำนวนเมล็ดงอก

ผลการวิจัย

ผลการทดลองระบุว่าการงอกของเมล็ดจะเร็วขึ้นและประสบความสำเร็จมากขึ้นภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้าของเครื่องสร้างประจุไอออน

ขั้นตอนการทำการทดลองครั้งที่ 2

สำหรับการทดลอง พวกเขานำเมล็ดถั่วและถั่ว แช่ในจานเพาะเชื้อ แล้วนำไปวางไว้ในห้องต่างๆ ที่มีแสงสว่างและอุณหภูมิห้องเท่ากัน มีการติดตั้งเครื่องสร้างประจุไอออนอากาศซึ่งเป็นอุปกรณ์สำหรับสร้างไอออนไนซ์อากาศเทียมในห้องใดห้องหนึ่ง

เปิดเครื่องสร้างประจุไอออนทุกวันเป็นเวลา 20 นาที

ทุกๆ วันเราทำให้เมล็ดถั่วและถั่วต่างๆ ชุ่มชื้น และสังเกตดูเมื่อเมล็ดฟักออกมา

การงอกของเมล็ด 6 เมล็ด

การงอกของเมล็ด 9 เมล็ด

(3 ไม่งอก)

19.03.09

การงอกของเมล็ด 2 เมล็ด

(4 ไม่งอก)

การเพิ่มจำนวนเมล็ดงอก

20.03.09

การเพิ่มจำนวนเมล็ดงอก

การเพิ่มจำนวนเมล็ดงอก

21.03.09

การเพิ่มจำนวนเมล็ดงอก

การเพิ่มจำนวนเมล็ดงอก

ถ้วยที่มีประสบการณ์

(พร้อมเมล็ดที่ผ่านการบำบัดแล้ว)

ถ้วยควบคุม

15.03.09

แช่เมล็ด

แช่เมล็ด

16.03.09

เมล็ดบวม

เมล็ดบวม

17.03.09

โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลง

โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลง

18.03.09

การงอกของเมล็ด 3 เมล็ด

(5 ไม่งอก)

การงอกของเมล็ด 4 เมล็ด

(4 ไม่งอก)

19.03.09

การงอกของเมล็ด 3 เมล็ด

(2 ไม่งอก)

การงอกของเมล็ด 2 เมล็ด

(2 ไม่งอก)

20.03.09

การเจริญเติบโตของถั่วงอก

การงอกของเมล็ด 1 เมล็ด

(1 ไม่งอก)

21.03.09

การเจริญเติบโตของถั่วงอก

การเจริญเติบโตของถั่วงอก

ผลการวิจัย

ผลการทดลองระบุว่าการสัมผัสกับสนามไฟฟ้านานขึ้นส่งผลเสียต่อการงอกของเมล็ด พวกมันงอกออกมาในภายหลังและไม่ประสบความสำเร็จนัก

ขั้นตอนการทำการทดลองครั้งที่ 3

สำหรับการทดลอง พวกเขานำเมล็ดถั่วและถั่ว แช่ในจานเพาะเชื้อ แล้วนำไปวางไว้ในห้องต่างๆ ที่มีแสงสว่างและอุณหภูมิห้องเท่ากัน มีการติดตั้งเครื่องสร้างประจุไอออนอากาศซึ่งเป็นอุปกรณ์สำหรับสร้างไอออนไนซ์อากาศเทียมในห้องใดห้องหนึ่ง

เปิดเครื่องสร้างประจุไอออนทุกวันเป็นเวลา 40 นาที

ทุกๆ วันเราทำให้เมล็ดถั่วและถั่วต่างๆ ชุ่มชื้น และสังเกตดูเมื่อเมล็ดฟักออกมา

ระยะเวลาของการทดลองถูกวางไว้ในตาราง

การงอกของเมล็ด 8 เมล็ด

(4 ไม่งอก)

05.04.09

โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลง

การเจริญเติบโตของถั่วงอก

06.04.09

การงอกของเมล็ด 2 เมล็ด

(10 ยังไม่งอก)

การเจริญเติบโตของถั่วงอก

07.04.09

การเจริญเติบโตของถั่วงอก

การเจริญเติบโตของถั่วงอก

โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลง

การงอกของเมล็ด 3 เมล็ด

(4 ไม่งอก)

06.04.09

การงอกของเมล็ด 2 เมล็ด

(5 ไม่งอก)

การงอกของเมล็ด 2 เมล็ด

(2 ไม่งอก)

07.04.09

การเจริญเติบโตของถั่วงอก

การเจริญเติบโตของถั่วงอก

ผลการวิจัย

ผลการทดลองระบุว่าการสัมผัสกับสนามไฟฟ้านานขึ้นส่งผลเสียต่อการงอกของเมล็ด การงอกลดลงอย่างเห็นได้ชัด

ข้อสรุป

ศักย์ไฟฟ้าสามารถตรวจพบได้ในโรงงานใดๆ

ศักย์ไฟฟ้าขึ้นอยู่กับชนิดและขนาดของพืช และระยะห่างระหว่างอิเล็กโทรด

การบำบัดเมล็ดด้วยสนามไฟฟ้าภายในขอบเขตที่เหมาะสมจะนำไปสู่การเร่งกระบวนการงอกของเมล็ดและการงอกที่ประสบความสำเร็จมากขึ้น.

หลังจากประมวลผลและวิเคราะห์ตัวอย่างทดลองและควบคุมแล้ว สามารถสรุปเบื้องต้นได้ - การเพิ่มเวลาการฉายรังสีด้วยสนามไฟฟ้าสถิตมีผลกระทบที่น่าหดหู่ เนื่องจากคุณภาพของการงอกของเมล็ดจะลดลงเมื่อเวลาไอออไนเซชันเพิ่มขึ้น

บทที่ 4 บทสรุป

ปัจจุบันมีการศึกษาทางวิทยาศาสตร์จำนวนมากเกี่ยวกับอิทธิพลของกระแสไฟฟ้าที่มีต่อพืช ผลกระทบของสนามไฟฟ้าต่อพืชยังคงอยู่ในระหว่างการศึกษาอย่างรอบคอบ

การวิจัยที่สถาบันสรีรวิทยาพืชทำให้สามารถสร้างความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มของการสังเคราะห์ด้วยแสงกับค่าของความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างโลกกับชั้นบรรยากาศได้ อย่างไรก็ตาม กลไกที่เป็นรากฐานของปรากฏการณ์เหล่านี้ยังไม่ได้รับการตรวจสอบ

เมื่อเริ่มการศึกษา เราได้ตั้งเป้าหมาย: เพื่อตรวจสอบผลกระทบของสนามไฟฟ้าที่มีต่อเมล็ดพืช

หลังจากประมวลผลและวิเคราะห์ตัวอย่างทดลองและควบคุมแล้ว ก็สามารถสรุปผลเบื้องต้นได้ - การเพิ่มระยะเวลาการฉายรังสีด้วยสนามไฟฟ้าสถิตจะส่งผลที่น่าหดหู่ใจ เราเชื่อว่างานนี้ยังไม่เสร็จสิ้นเนื่องจากได้รับเพียงผลลัพธ์แรกเท่านั้น

การวิจัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับปัญหานี้สามารถดำเนินการต่อไปในด้านต่อไปนี้:

ได้รับอิทธิพล การเพาะเมล็ดด้วยสนามไฟฟ้าส่งผลต่อการเจริญเติบโตของพืชหรือไม่?

บทที่ 5 วรรณกรรม

Bogdanov K. Yu. นักฟิสิกส์ไปเยี่ยมนักชีววิทยา - ม.: Nauka, 2529. 144 น.

โวรอตนิคอฟ เอ.เอ. ฟิสิกส์สำหรับเยาวชน – อ: การเก็บเกี่ยว, 1995-121หน้า.

แคทซ์ ที.บี. ชีวฟิสิกส์ในบทเรียนฟิสิกส์ – อ: การตรัสรู้ พ.ศ. 2514-2511

เปเรลแมน ยา.ไอ. ฟิสิกส์ที่สนุกสนาน – อ: เนากา, 1976-432.

อาร์ตาโมนอฟ วี.ไอ. สรีรวิทยาของพืชที่น่าสนใจ – อ.: Agropromizdat, 1991.

Arabadzhi V.I. ความลึกลับของน้ำธรรมดา - M .: "ความรู้", 1973

http://www.pereplet.ru/obrazovanie/stsoros/163.html

http://www.npl-rez.ru/litra/bios.htm

http://www.ionization.ru