Влияние магнитного поля на биологические процессы

Актуальность:
Изучение влияния магнитных полей на биологические процессы является значимым, так как позволяет:
приблизиться к пониманию механизмов влияния таких полей на биопроцессы;
определить на их основе условия для сохранения и улучшения здоровья человека;
в перспективе обеспечить выращивание растений на других планетах.
Цель работы:
Исследование влияния слабого и сильного магнитных полей, а также его полного отсутствия, на биопроцессы (рост культуры овса и размножение плесени).
Задачи:
Создать устройство, позволяющее изменять значение магнитного поля Земли в локальной области;
Использовать устройство для компенсации действия естественного магнитного поля Земли для проведения исследований влияния магнитных полей на рост растений;
Исследовать влияние магнитных полей различной интенсивности на рост растений и плесени.

Влияние магнитного поля на биологические процессы
Влияние магнитного поля на человека
Влияние магнитного поля на растения
01
Рост
Размножение
Энергетический обмен
03
Скорость образования и время жизни лейкоцитов в крови
Свертываемость крови
02
Двигательную активность
Ориентацию в пространстве и времени
Интенсивность размножения
04
Влияние магнитного поля на животных
Теоретическая часть | Влияние магнитного поля на биологические процессы
Магнитное поле может оказывать, как положительное, так и отрицательное влияние на биологические процессы
Изучение механизмов действия магнитных полей на биологические объекты
становится все более актуальным в наши дни из-за увеличения техногенных магнитных полей

Теоретическая часть | Магнитное поле Земли
Магнитное поле на Земле варьируется от 5⋅10−5 Тл до 3,1⋅10−5 Тл,
Всё живое на Земле формировалось в присутствии магнитного поля
Разные животные, как и человек по-разному ощущают действие магнитного поля
Организм человека зависит от магнитных полей
На сколько будут отличаться биологические процессы в условиях магнитных полей, отличных от земного ?
На Земле существует возможность смоделировать магнитные поля,
подобные на других планетах Солнечной системы

Теоретическая часть | Механизм влияния магнитного поля на биологические процессы
Магнитное поле оказывает влияние и не допускает переход молекул
воды из одного состояния в другое, рассмотрим особенности орто- и пара-воды
Теория орто- и пара- воды
В нормальном состоянии переход из состояния орто в состояние пара практически не происходит
Молекула воды находится в одном из квантовых состояний:
орто или пара
При нормальных условиях количество магнитных орто- и немагнитных парамолекул находятся в статистическом равновесии 3:1

В присутствии магнитного поля молекулы воды могут претерпевать «орто-пара» превращения, однако, процесс этот – маловероятный, оценочное время жизни орто- и парамолекул исчисляется месяцами;
В случае, если соотношение орто/пара 1:1 – наблюдается замедление старения дрожжей, повышение скорости обменных процессов;
Взаимодействие пара- молекул с белками и молекулами ДНК;
Орто- и пара-вода могут обладать существенно разными физико-химическими свойствами, в них химические и биологические процессы будут протекать по-разному;
При растворении белка его молекулы взаимодействуют только с пара- молекулами воды;
Пара-вода оказывает положительное влияние на пропускную способность мембранного белка;
Теоретическая часть | Особенности орто- и пара- воды
Подтверждается взаимодействие орто- и пара-воды с белками

Такая конструкция позволяет создать внутри прибора полное отсутствие магнитных полей, благодаря их подавлению принципом суперпозиции векторов магнитной индукции
- Эскиз прибора ИМП -
- Прибор ИМП -
X
Y
Z
O
Готовый прибор «Изменитель Магнитного Поля (ИМП)»
Куб из 6 соленоидов в форме квадратных рамок;
Квадратные рамки сделаны из кабель-канала;
Каждая рамка имеет около 100 витков медной проволоки
Каждый соленоид подключается к отдельному блоку питания;
Теоретическая часть | Конструкция устройства
В основе устройства лежит явление создания магнитного поля соленоидом, через обмотку которого проходит электрический ток

Практическая часть | Направления и план исследований
План исследований создан для двух биологических процессов:
выращивание растений и рост плесени
Направления исследований:
1. Изучение влияние на биологические процессы отсутствия какого-либо магнитного поля;
2. Изучение влияния на биологические процессы слабых магнитных полей в различных направлениях;
Экспериментальные условия
Рост растений
2-е емкости:
Первая в устройстве для изменения МП
Вторая вне устройства на расстоянии 2 метра
Освещенность, полив, вода, грунт, температурный режим
количество семян во всех экспериментах одинаковы
Рост плесени
2 образца:
Первый в устройстве для изменения МП
Второй вне устройства на расстоянии 2 метра
Освещенность, влажность, температурный режим во всех
экспериментах одинаковы
Образцы:
2 куска белого хлеба, размером 3 на 4 см

Практическая часть | Эксперимент №1:Рост растений в отсутствии магнитного поля
Мною было скомпенсировано магнитное поле Земли и смоделированы условия на Марсе. Эксперимент проводился 3 раза
В полном отсутствии магнитного поля прорастание семян и рост растений
происходит лучше, чем в присутствии магнитного поля Земли
137 ростков;
Макс. Длина ростка – 10.5 см
88 ростков;
Макс. Длина ростка – 6.5 см
Количество ростков в устройстве больше, чем вне устройства ;
Высота выросших растений в устройстве превышает высоту растений вне устройства почти в 2 раза;

Практическая часть | Эксперимент №2:Рост растений в магнитном поле с отрицательным значением поля вдоль оси OY
Я установил на блоках питания напряжение и силу тока, при которых магнитное поле внутри устройства вдоль оси OY стало иметь значение – 0,4 мТл
Наблюдается меньший эффект по сравнению с скомпенсированным магнитным полем,
появился эффект прорастания нескольких ростков из одного семени
34 ростка;
Макс. Длина ростка – 12 см
38 ростков;
Макс. Длина ростка – 9 см
Количество проросших семян сопоставимо с таким же количеством вне поля;
Высота выросших растений в поле превышает высоту растений вне устройства;
Наблюдается значительное количество нескольких ростков (три) из одного
семени (8 штук), в отличии от отсутствия данного эффекта вне устройства

Практическая часть | Эксперимент №3:Рост плесени в отсутствии магнитного поля земли
Я компенсировал магнитное поле Земли и смоделировал ситуацию, если бы рост плесени происходил на Марсе (без учета гравитации)
- 1-ый опыт-
- 2-ой опыт -
При скомпенсированном магнитном поле Земли появление плесени происходит быстрее,
чем при не скомпенсированном магнитном поле Земли
Продолжительность проведения опыта: 7 дней
Размер кусков белого хлеба: 3 на 4 см, 2 шт.
Хлеб находился в пакете
В устройстве: 100%-е покрытие плесенью
Вне устройства: ~60% покрытие плесенью
Продолжительность проведения опыта: 10 дней
Размер кусков белого хлеба: 3 на 4 см, 2 шт.
Хлеб находился в пакете
В устройстве: 100%-е покрытие плесенью
Вне устройства: ~75% покрытие плесенью

При наличии магнитных полей (в том числе и магнитного поля Земли) статистическое соотношение устанавливается, как 3:1, при этом орто-пара конверсия практически не происходит и рост биологических объектов замедляется
При отсутствия магнитного поля орто-пара конверсия происходит равновероятно и статистическое отношение становится 1:1 (увеличивается концентрация пара-воды), что вызывает ускорение обменных процессов в биологических объектах и, как результат, усиление роста растений и плесени
Практическая часть | Теоретическое объяснение результатов опытов