Вплив низькоінтенсивних електромагнітних полів на насіння рослин і мікроорганізми

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ РАДІОФІЗИКИ ТА ЕЛЕКТРОНІКИ ІМ. О.Я. УСИКОВА

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук

ВПЛИВ НИЗЬКОІНТЕНСИВНИХ ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ ПОЛІВ НА НАСІННЯ РОСЛИН І МІКРООРГАНІЗМИ

01.04.03 - радіофізика

КОВАЛЕНКО ОЛЬГА ІВАНІВНА

Харків - 2008

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Інституті радіофізики та електроніки ім. О.Я. Усикова Національної академії наук України.

НАУКОВИЙ КЕРІВНИК: доктор фізико-математичних наук, професор Ківва Фелікс Васильович, Інститут радіофізики та електроніки ім. О.Я. Усикова НАН України, м. Харків, завідувач відділу поширення радіохвиль у природних середовищах.

ОФІЦІЙНІ ОПОНЕНТИ: доктор фізико-математичних наук, професор Горобець Микола Миколайович, Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна Міністерства освіти і науки України, завідувач кафедри прикладної електродинаміки;

доктор фізико-математичних наук, старший науковий співробітник Фісун Анатолій Іванович, Інститут радіофізики та електроніки ім. О. Я. Усикова Національної академії наук України, м. Харків, провідний науковий співробітник відділу твердотільної електроніки.

Захист відбудеться “ 18 “ грудня 2008 р. о 15.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.157.01 Інституту радіофізики та електроніки ім. О.Я. Усикова Національної академії наук України (61085, м. Харків, вул. Ак. Проскури, 12, зала засідань).

З дисертацією можна ознайомитися в науковій бібліотеці Інституту радіофізики та електроніки ім. О.Я. Усикова Національної академії наук України за адресою: 61085, м. Харків, вул. Ак. Проскури, 12.

Автореферат розісланий “ 14 “ листопада 2008 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Рудь Л.А.

АНОТАЦІЯ

Коваленко О.І. Вплив низькоінтенсивних електромагнітних полів на насіння рослин і мікроорганізми. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.03 - радіофізика. - Інститут радіофізики та електроніки ім. О.Я. Усикова НАН України, м. Харків, 2008.

Дисертацію присвячено дослідженням впливу низькоінтенсивного ЕМП на насіння рослин і мікроорганізми для цілеспрямованої зміни їх функціональних властивостей. Опромінення БО проводилося безпосередньо і опосередковано, через воду і середовища, що містять воду. Біологічний відгук на зовнішній електромагнітний вплив оцінювався за зміною функціональних показників БО; для насіння рослин - енергії проростання насіння і довжини коренів, для коринебактерій - кінетики зросту, ферментативної активності, токсиноутворення, адгезивної активності, факторів інвазії, захисних процесів, антибіотикочутливості.

Показано також можливість, шляхом безпосереднього і опосередкованого через воду впливу ЕМП на БО, цілеспрямовано модифікувати біологічні показники насіння рослин і мікроорганізмів в залежності від їх вихідного стану, в тому числі частково відновлювати втрачені раніше якості і збільшувати стійкість насіння до зовнішнього пригнічення. Відмічено загальні тенденції і різниця при прямому і опосередкованому через воду опроміненні. Виявлено залежність біологічного відгуку від частоти і спектральних характеристик сигналу. Показано немонотонну залежність зміни стану БО від часу експозиції.

Ключові слова: електромагнітне поле, спектрально-часові характеристики, насіння рослин, коринебактерії, показники біологічної активності, безпосередній і опосередкований вплив, вода і середовища, що містять воду, моделі впливу.

АННОТАЦИЯ

Коваленко О.И. Воздействие низкоинтенсивных электромагнитных полей на семена растений и микроорганизмы. - Рукопись.

Диссертация на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.03 - радиофизика. - Институт радиофизики и электроники им. А.Я. Усикова НАН Украины, г. Харьков, 2008.

Диссертация посвящена исследованию влияния низкоинтенсивных ЭМП, отличающихся спектрально-временными характеристиками, на семена растений и микроорганизмы для направленного изменения их функциональных свойств.

Рассматривались три класса сигналов: монохроматические или узкополосные в КВЧ-диапазоне, белый шум, ограниченный в полосе СВЧ-КВЧ и степенной широкополосный шум.

Облучению подвергались семена: пшеницы «Одесская-267», урожая 2001 г. и редиса, урожаев 2001 и 2002 гг.; культуры токсинообразующих коринебактерий (112 штаммов): C.d.gravis tox+ (58), C.d.gravis слабо tox+ (2), C.d.mitis tox+(36), C.d.belfanti tox+ (11), C.ulcerans tox+ (5); долгохранящиеся (музейные) и свежевыделенные от больных и здоровых носителей за период 2000-2005 гг. (г. Харьков). Рассматривались биологические объекты, находящиеся в разных функциональных состояниях, которые условно разделялись как «норма» и «патология». Состояние «норма» характеризует функциональное состояние БО без повреждения, «патология» - при существенных повреждениях БО в результате воздействия на семена растений теплом, на коринебактерии - УФ, или вследствие длительного хранения для обоих классов БО. Исследовались также изменения устойчивости БО к неблагоприятным внешним воздействиям в результате предварительного облучения их ЭМП.

Воздействие ЭМП на биологические объекты проводилось непосредственно и опосредованно через воду и водосодержащие среды. Биологический отклик на внешнее электромагнитное воздействие оценивался по изменению функциональных показателей БО; для семян растений - энергии прорастания семян и длины корней, для коринебактерий - кинетики роста, ферментативной активности, токсинообразования, адгезивной активности, факторов инвазии, защитных процессов, антибиотикочувствительности.

Экспериментально установлено, что в результате прямого и опосредованного через воду облучения БО низкоинтенсивными ЭМП, отличающиеся спектрально-временными характеристиками, можно целенаправленно модифицировать их функциональные показатели.

В зависимости от несущей частоты, общей ширины спектра и спектрального распределения сигнала обнаружены отличия функциональных откликов. Показано, что облучение БО в дискретных полосах КВЧ-диапазона может быть угнетающим, безразличным и стимулирующим. Наблюдаются различия отклика при облучении прямошумовым и степенным сигналами.

Обнаружена немонотонная зависимость биологического отклика от времени воздействия сигнала, что отражает конкурентность между воздействием (стрессом) и адаптацией к нему.

Установлено, что эффективность воздействия ЭМП зависит от начального состояния БО (правило «исходного уровня»). Если объект находится в состоянии «норма», облучение ЭМП приводит в большинстве случаев к угнетению его показателей. В случаях, когда показатели изначально ниже верхнего предела «нормы» - возможно как угнетение, так и стимуляция.

Показана возможность посредством облучения восстанавливать утраченные свойства БО, находящихся в состоянии «патология». Величина восстановления зависит от степени повреждения. При небольшом угнетении наблюдается стремление БО возвратиться к исходному состоянию. При углублении патологии к границам области регулирования (адаптации) наблюдается повышение чувствительности БО к этим воздействиям и возрастание крутизны управления - эффективности восстановления БО посредством их облучения низкоинтенсивными ЭМП. Выявлено наличие порогового эффекта, когда после некоторого уровня угнетения эффект восстановления уменьшается либо исчезает.

Установлено, что путём предварительного облучения БО низкоинтенсивным ЭМП возможно увеличивать их устойчивость к последующим неблагоприятным воздействиям, в частности к тепловому и УФ угнетениям. Увеличение устойчивости БО к неблагоприятным факторам менее выражено, чем их восстановление после предварительного угнетения.

Экспериментально установлена возможность целенаправленной модификации биологических показателей при опосредованном воздействии ЭМП через воду. В результате прямого и опосредованного облучения наблюдаются общие тенденции функционального отклика. Опосредованное влияние ЭМП на семена, когда их начальное увлажнение производилось облучённой водой, а также инициация роста бактерий в облученной питательной среде, оказываются более эффективными, чем прямое облучение увлажненных семян и коринебактерий в физрастворе.

Наблюдаются общие реакции БО разных классов на облучение низкоинтенсивным ЭМП, а также отмечается индивидуальная чувствительность в зависимости от класса БО, вида семян и биовариантов коринебактерий, что проявляется в количественных оценках при сохранении общих тенденций. Ключевые слова: электромагнитные поля, спектрально-временные характеристики, семена растений, коринебактерии, показатели биологической активности, непосредственное и опосредованное воздействие, вода и водосодержащие среды, модели воздействия.

ABSTRACT

Kovalenko O.I. The influence of low intensive electromagnetic fields (EMF) on the plant seeds and microorganisms. - Manuscript.

Thesis for the scientific degree of the candidate of physical and mathematical science by the speciality 01.04.03 - radiophysics. The Usikov's Institute for Radiophysics and Electronics of National Academy of Sciences of Ukraine, Kharkov, 2008.

The thesis is devoted to investigations of low intensive EMF radiation influence on the plant seeds and microorganisms with the aim of directed change of their functional properties. The biologically objects (BO) irradiation was transformed both directly and through the radiated water and water content environments. The biological response on external electromagnetic influence was estimated by the change of functional indexes of BO; for plant seed the later were referesented by seed germination energy and mean length of roots, and for Corynebakteria - by growth kinetics, ferment activity, toxin formation, adhesion activity, invasion factors, protective processes and antibiotic sensitivity.

It is shown the possibility by means of direct and mediated influence of EMF to modify purposefully the biological indexes of plant seeds and microorganisms depending on their initial state, including the partitial restoration of the properties lost before and the multiplication seed stability to the external suppression. Distinctions and general tendencies at the direct and mediated, through the water, irradiation are considered. It was discovered the dependence of biological response from signal frequency and spectral properties. An unmonotonous dependence of the BO state change from EMF time affect is shown.

Keywords: electromagnetic fields, spectral particular, plant seed, Corynebakteria, indexes of biological activity, direct and mediated influence, water and water content environments, models of influence.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

електромагнітний поле біологічний мікроорганізм

Дисертаційна робота присвячена дослідженням впливу низькоінтенсивних електромагнітних полів, що мають різні спектрально-часові характеристики, на насіння рослин та мікроорганізми з метою цілеспрямованої зміни їх функціональних властивостей.

Актуальність теми. Вплив електромагнітних полів (ЕМП) великих, середніх та, особливо, малих інтенсивностей і доз привертає увагу вчених та спеціалістів, що працюють в областях фізики, біології, медицини, сільського господарства, екології, хімії та ін.

Природні ЕМП існують незалежно від діяльності людини і є важливим еволюційним фактором розвитку життя на Землі. В результаті антропогенезу, переважно техногенного характеру, в оточуючому середовищі спостерігається зростання інтенсивності та зміна спектрального розподілу ЕМП у порівнянні з природним фоном. Підраховано, що тільки за останні 50 років загальна інтенсивність ЕМП зросла більше ніж в 50 тис. разів, особливо на промислових частотах, у смугах роботи зв'язку, в тому числі стільникового, навігації, радіолокації та ін. Тому прогнозування перспектив розвитку живого на Землі та дослідження впливу ЕМП на біологічні об'єкти (БО), включаючи насіння рослин і мікроорганізми, а також на тваринний світ та здоров'я людини, є актуальним сьогодні і в майбутньому.

Особливо актуальними є роботи, що свідчать про підвищення в порівнянні з розрахунками за тепловою моделлю чутливості БО до зовнішніх полів. При цьому характер біологічних ефектів визначається не тільки інтенсивністю, але і частотою, формою сигналів, видом модуляції, тривалістю та кратністю опромінення.

Особливу увагу привертає вплив на БО низькоінтенсивного випромінювання в діапазоні надзвичайно високих частот (НЗВЧ, f=30-300 ГГц), в якому виявлено і досліджено резонанси біомакромолекул і їх окремих складових. Разом з тим, до цього часу не існує вичерпних пояснень особливостей цього впливу. Запропоновано феноменологічні гіпотези, проведено розрахунки та досліди, які не суперечать окремим експериментальним фактам, в тому числі пояснюють електромагнітну складову виникнення та зростання патогенезу тварин і людини.

Відомі також результати лабораторних експериментів і обмеженого клінічного використання низькоінтенсивних ЕМП в медичній практиці. До них належать інформаційно-хвильова (ІХТ) і мікрохвильова резонансна (МРТ) або НЗВЧ-терапія, магніто- і лазеротерапія, що засновані на стимуляції або пригніченні функцій клітин, органів і систем організму шляхом впливу ЕМП на рефлексогенні зони або місця локалізації патологій.

Незважаючи на накопичений експериментальний матеріал про шкідливий вплив ЕМП на живе, особливо великих і середніх рівнів та доз, а також на терапевтичний вплив низькоінтенсивних, спеціальним чином організованих випромінювань, на здоров'я людей і тварин, відчувається недолік в накопиченні, систематизації експериментальних фактів та поясненні нетеплових механізмів впливу ЕМП на живе, наприклад, дисперсії живого в вузьких смугах НЗВЧ-діапазону, механізмів та меж адаптації живого, особливостей впливу модульованих, включаючи біоритмами, сигналів та ін. Все це робить актуальними подальші дослідження, які б проводилися в контрольованих умовах при метрологічно-порівняних методиках і засобах впливу.

Для сучасного стану досліджень, що характеризуються певною невизначеністю методів та обладнання для впливу, особливо актуальним є пошук електромагнітних сигналів, заснований на системних принципах, зокрема: використання простих чи складних сигналів, детермінованих, випадкових, або таких, що містять внутрішньоспектральні зв'язки та інше.

Не менш актуальним для дисертації є цілеспрямований вибір біологічних об'єктів, на яких верифікується дія низькоінтенсивних ЕМП. Відомо, що для інтенсивних ЕМП ця дія переважно зводиться до глибокого проникнення в тканини та перетворенням цієї енергіі в тепло. Для низькоінтенсивних ЕМП, які не призводять до загального чи локального прогріву тканини більш ніж на 0,1 ^оС, теплова дія не є визначальною, тому першочергово розглядається реакція стресу, адаптації та інші механізми впливу, які призводять до функціональних змін БО, що досліджуються в дисертації.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертацію виконано відповідно до плану наукових досліджень ІРЕ ім. О.Я. Усикова НАНУ, заданих рішеннями Президії НАН України. Вона є частиною держбюджетних та договірних НДР, що виконувалися в творчій співпраці з навчальними і дослідницькими установами України і Росії. Основні з них:

“Дослідження і розробка радіофізичних методів і засобів дистанційної діагностики атмосфери, поверхні розділу і водного середовища” (шифр “Довкілля” 1998-2000 р.), номер держреєстрації 01.98U001471 ( виконавець);

“Радіофізичні дослідження атмосфери, морських акваторій і суші для задач радіолокації, океанографії, екології, ліквідування наслідків природних і техногенних катастроф” (шифр “Октан”, 2000-2003 р.), номер держреєстрації 0100U4006444 (виконавець);

Дослідження поширення електромагнітних і акустичних хвиль в середовищах з просторово-часовою дисперсією і поглинанням” (шифр “Цетан”, 2004-2006 р.), номер держреєстрації 0103U002266 (відповідальний виконавець);

“Дослідження електромагнітних полів в середовищах з поглинанням і частотною дисперсією з неявними межами шарів” (шифр “Ікар”, 2004-2006 р.), номер держреєстрації 0102U003138 (відповідальний виконавець).

Експериментальні дослідження впливу ЕМП на БО проводилися разом з ДУ ”ІМІ ім. І.І. Мечнікова” АМНУ (м. Харків) згідно з договором про творчу співпрацю від 31.10.2002 р. та в рамках НДР “Вплив електромагнітних полів в широкому діапазоні частот на біологічні властивості збудників дифтерії і кашлюка” (шифр АМН 54/2004), номер держреєстрації 0103U001403 (відповідальний виконавець); з Київським Інститутом інформаційно-хвильових технологій, а також з Державним Унітарним підприємством Росії МКБ “Електрон”, м. Москва.

Мета і завдання дослідження полягають у вивченні особливостей впливу низькоінтенсивних електромагнітних полів, що відрізняються спектрально-часовими характеристиками, на насіння рослин та мікроорганізми для зміни їх функціональних властивостей.

Для досягнення поставленої мети на прикладі насіння пшениці та редису, а також чотирьох біоваріантів коринебактерій необхідно вирішити наступні завдання:

Визначити системні принципи вибору електромагнітних сигналів, що мають низьку інтенсивність, але суттєво відрізняються спектрально-часовими характеристиками.

Розробити та апробувати методи та обладнання для впливу на БО низькоінтенсивних ЕМП, що відрізняються спектрально-часовими характеристиками. Порівняти ефективність впливу в вузьких смугах НЗВЧ-діапазону, білим широкосмуговим шумом в обмеженій смузі надвисоких (НВЧ)-НЗВЧ - діапазонів, а також степеневим шумом в широкій смузі частот.

Вивчити вплив низькоінтенсивних ЕМП на БО різних класів - насіння рослин та мікроорганізми. Визначити величину і спрямованість ефектів електромагнітного впливу шляхом вимірювання функціоналів стану БО в залежності від спектрально-часових характеристик ЕМП.

Дослідити особливості опромінення низькоінтенсивними ЕМП, що мають різні спектрально-часові характеристики, біологічних об'єктів в залежності від їх початкового стану, оцінюваного статистично як “норма” і “патологія”. Вивчити можливості функціонального відновлення БО в стані “патологія”.

Вивчити мішені дії ЕМП при прямому та опосередкованому через воду опроміненні БО. Визначити загальні властивості і відмінності їх реакцій залежно від спектрально-часових особливостей ЕМП. Співвіднести отримані результати з моделями нетеплового впливу ЕМП на БО.

Об'єкти дослідження - процеси, що виникають в насінні рослин та мікроорганізмах внаслідок їх опромінення низькоінтенсивними ЕМП.

Предмет дослідження - особливості реакції БО, зокрема насіння пшениці і редису, а також коринебактерій, внаслідок їх опромінення низькоінтенсивними ЕМП, що мають різні спектрально-часові характеристики (вузькосмугові в НЗВЧ-діапазоні, широкосмугові білий та степеневий шуми).

Методи дослідження - робота в цілому носить експериментальний характер. В ній використовуються апробовані радіофізичні, радіотехнічні, мікробіологічні, медичні та біохімічні методи для дослідження. При обробці та аналізі результатів використовуються апробовані статистичні методи.

Наукова новизна одержаних результатів.

Вперше запропоновано та розроблено системний підхід для визначення параметрів ЕМП, які впливають на функціональний стан біооб'єктів різних класів. Використовуючи функцію невизначеності Вудворда встановлено, що серед низькоінтенсивних сигналів, що мають вплив на функціональні показники БО, можна використовувати прості сигнали, які відрізняються спектрально-часовими характеристиками:

вузькосмугові (квазімонохроматичні) в НЗВЧ-діапазоні;

широкосмуговий шум в плазмі в надвисоких (НВЧ) - НЗВЧ діапазонах;

степеневий або фрактальний широкосмуговий шум.

Проведено порівняння процесів, які виникають в насіннях рослин і бактеріях внаслідок їх опромінення низькоінтенсивними ЕМП, що мають різні спектрально-часові характеристики. Показано, що загальним для БО досліджених класів є реакції стимуляції, байдужості, або пригнічення їх функціональної активності. Виявлено різницю між реакціями, які виникають внаслідок впливу ЕМП не тільки серед БО різних класів, але і серед БО, що належать одному класу.

Досліджено вплив ЕМП на БО, які знаходяться в функціональних станах “норма” і “патологія”, що визначені статистично. При цьому стан “патологія” виникає внаслідок: тривалого зберігання БО, наприклад, музейні штами мікроорганізмів, насіння рослин різних років збору врожаю, а також при впливі на БО пригнічуючих фізичних чинників, наприклад для насіння рослин - теплового впливу поблизу температури денатурації білка, для бактерій - ультрафіолетового опромінення. Встановлено, що чутливість БО до ЕМП є немонотонною функцією від інтенсивності пригнічуючого фактору і досягає максимуму при відносно неглибоких станах “патологія”, що відображує конкуренцію між стресом, обумовленим пошкодженням, і адаптацією до нього.

Проведено порівняння прямого і опосередкованого через воду впливу ЕМП на насіння рослин і мікроорганізми. Встановлено, що в загальному випадку опосередкований вплив є більш ефективним, ніж безпосередній, що обумовлено безпосереднім контактом опроміненої води: для насіння рослин - з областю ініціювання зони проростання, для бактерій - з областю ініціювання початку колонієутворення. Таким чином підтверджено визначну роль води і поживних середовищ, що містять воду, які в свою чергу містять розчинені гази, в якості важливої мішені для впливу низькоінтенсивних ЕМП на БО.

Вперше доведено можливість відновлювання функціональних властивостей БО, частково втрачених внаслідок тривалого зберігання, або пригнічення фізичним чинником, за допомогою низькоінтенсивних ЕМП, що мають різні спектрально-часові характеристики. Вплив ЕМП на БО, які знаходяться в стані “норма”, менш виражений, чим в стані “патологія”, що підтверджує стійкість (еволюційний пріоритет) стану “норма”.

Практичне значення одержаних результатів. Реалізовані в роботі методи та обладнання для низькоінтенсивного впливу ЕМП на насіння рослин і мікроорганізми можна практично використовувати в біології, медицині, сільському господарстві і екології. Показано можливість:

Шляхом прямої і опосередкованої дії ЕМП частково або повністю, залежно від ступеня пошкодження, відновлювати біологічні показники насіння рослин і мікроорганізмів, втрачені внаслідок тривалого зберігання, невідповідності режимів вологості, температури і інших несприятливих чинників.

Цілеспрямовано впливати на показники біологічної активності насіння - енергію проростання і довжину коріння, що може бути корисним при підготовці насіння до висіву.

Цілеспрямовано модифікувати показники біологічної активності коринебактерій - ферментативну активність, інвазивні і патогенні властивості, захисні процеси.

Впливати на адгезивні властивості коринебактерій, що може використовуватися в медицині для боротьби з інфекційними захворюваннями.

Стимуляції кінетики росту коринебактерій, що дозволяє сприяти накопиченню мікробної маси і отриманню окремих продуктів метаболізму.

Підвищувати чутливість патогенних бактерій до протимікробних препаратів.

Комплексно аналізувати і відновлювати стан екосистем, на які впливають антропогенні навантаження.

Розроблено і апробовано вимірювальний стенд для вивчення впливу низькоінтенсивних ЕМП, що відрізняються спектрально-часовими характеристиками, на насіння рослин і мікроорганізми.

Отримано патенти на способи зміни функціональних властивостей мікроорганізмів за допомогою ЕМП.

Особистий внесок здобувача. Здобувач брав безпосередню участь при розв'язанні задач, що розглядаються в дисертаційній роботі, а саме:

В проведенні систематичних експериментальних досліджень впливу ЕМП на насіння пшениці, редису і коринебактерії [1-3].

В розробці експериментального стенду для опромінення насіння рослин і мікроорганізмів. Автором виготовлено термостат для забезпечення температурного режиму при пророщуванні насіння, що зменшує екранування БО від зовнішніх електромагнітних полів [1].

В розвитку і апробації методів та обладнання впливу на БО зовнішніми фізичними чинниками [4].

В проведенні експериментів та обробці й аналізі даних з пригнічення життєдіяльності насіння рослин і мікроорганізмів тепловою дією і ультрафіолетовим опроміненням [1, 3, 5, 6, 10].

В розробці методів визначення властивостей БО при опосередкованій дії на них опромінених води і поживних середовищ, що містять воду [2, 11].

В опублікованих роботах автором надані результати обробки і аналізу отриманих матеріалів [1-16]. Їй належать також виявлення неінваріантності впливу ЕМП безпосередньо на БО та опосередковано через воду і середовища, що містять воду [2, 11, 16].

Апробація результатів дисертації. Основні наукові положення і висновки дисертації доповідались і обговорювались на 1-ому Міжнародному Радіоелектронному Форумі “Прикладна радіоелектроніка. Стан і перспективи розвитку” (м. Харків, 8-10 жовтня 2002 р.); 6-й підсумковій регіональній конференції, присвяченій 80-річчю санепідемслужби України (м. Харків, 19-20 грудня 2003 р.); Міжвузівській конференції молодих вчених “Медицина третього тисячоліття” (м. Харків, 20 січня 2004 р.); 7-й підсумковій регіональній конференції, присвяченій 200-річчю Харківської вищої медичної школи (м. Харків, 20-21 грудня 2004 р.); 2-му Міжнародному Радіоелектронному Форумі “Прикладна радіоелектроніка. Стан і перспективи розвитку” (м. Харків, 19-23 вересня 2005 р.); Всеукраїнській науково-практичній конференції “Внесок молодих вчених в розвиток медичної науки і практики” (м. Харків, 12 травня, 2006 р.); Міжнародній науково-практичній конференції “ІХТ і нова медична парадигма” (м. Київ, 12-13 жовтня 2007 р.); VI Всеукраїнській науково-технічній конференції “Фізичні процеси та поля технічних і біологічних об'єктів” (м. Кременчук, 8-10 листопада, 2007 р.).

Публікації. Результати дисертації загалом опубліковані в 23 друкованих працях, з них 3 статті в фахових журналах [1-3] і 5 статей в наукових журналах, що є фаховими в напрямках медицини, екології та техніки [6-10], 1 деклараційний патент України на винахід [4], 1 патент України на корисну модель [5], 13 тез доповідей, зокрема [11-16].

Обсяг та структура дисертації. Дисертація складається з вступу, 4-х розділів, висновків, додатку на 16 сторінках і списку літератури, який містить 209 джерел на 23 сторінках. Робота ілюстрована 29 таблицями, з них 14 розмішені на окремих сторінках, 49 рисунками, 3 рисунки розмішені на окремих сторінках. Загальній обсяг роботи 199 сторінок.

ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі дано загальну характеристику дисертації, обгрунтовано актуальність досліджень впливу низькоінтенсивних ЕМП на БО різних рівнів організації, а також вибір спектрально-часових характеристик ЕМП і класів БО. Показано зв'язок роботи з науковими програмами і темами. Сформульовано мету і завдання дослідження, наукову новизну отриманих результатів та їх практичне значення.

У першому розділі за матеріалами літературних джерел розглянуто вплив ЕМП на існування живого на Землі, дано загальні характеристики електромагнітних випромінювань та їх впливу на довкілля. Описано джерела і характеристики природних ЕМП. Проаналізовано види антропогенних ЕМП, а також принципи їх санітарно-гігієнічного нормування, вказано на існуючі проблеми і дискусійні моменти. Розглянуто радіофізичні особливості впливу ЕМП на БО, в тому числі теплових і нетеплових, а також на воду, як на важливу складову БО. Наведено приклади використання низькоінтенсивних ЕМП у медичній практиці. Зроблено огляд відомих механізмів та моделей взаємодії ЕМП з БО, в тому числі: молекулярна, ієрархічна, автоколивальна, газова, резонансна та водно-дисипативна, а також вплив кірального і стохастичного резонансів.

Показано, що різні підходи в дослідженнях цієї проблеми пов'язані зі складним характером взаємодії ЕМП з різними структурними ланками живого. На сьогоднішній день не має однозначної відповіді на ці питання, тому виникає необхідність у проведенні подальших досліджень, спрямованих на пошук загальних та індивідуальних біологічних відгуків на ЕМП і пояснення спостерігаємих результатів.

У другому розділі розроблено методи та обладнання для досліджень. Зокрема, при виборі характеристик низькоінтенсивних ЕМП запропоновано виходити з принципу невизначеності Вудворда та використовувати виключно прості сигнали, для яких незалежно від їх тривалості в часі T та ширини спектру F мінімальне значення добутку F?T приблизно дорівнює одиниці.

В цьому ж розділі визначено об'єкти для проведення досліджень, а також дається опис розробленого вимірювального стенду для проведення експериментів. Для опромінення БО ЕМП використовувалися генератори Г4-141, Г4-142, генератор шуму Я5Х-272, а також прилад “ІХТ - Поріг”, що генерує степеневий шум в широкому діапазоні частот. Теплова обробка насіння проводилась в водяному термостаті U10, а для пророщування насіння без екрануючої дії металу був спеціально виготовлений термостат. Опромінення бактерій УФ проводилося ртутно-кварцевою лампою ДРТ 230.1187.

Обґрунтовано вибір режимів опромінення і надано опис використаних режимів окремо для насіння рослин і для бактерій. Розроблено спеціальні і наведено стандартні методики для проведення експериментів, що включають попередню підготовку БО, опромінення ЕМП, а також аналіз стану показників біологічної активності. Наведено методику статистичної обробки результатів. Зокрема встановлено, що для виявлення достовірних змін показників впливу ЕМП на БО треба розглядати партії насіння чисельністю не менше n ? 50. Згідно з критерієм Ст'юдента, довірчі інтервали для середніх значень будуть в межах 95 ± 3%.

У третьому розділі наведено результати досліджень впливу ЕМП на насіння рослин і мікроорганізми в стані “норма” при їх безпосередньому і опосередкованому через воду опроміненні.

Проведено статистичний аналіз посівного матеріалу в контрольних партіях, де оцінювався стан показників біологічної активності насіння через 72 години і у проміжки часу 20, 24, 48 годин спостережень. В результаті терміном, визначеним як задовільний, після якого вимірювалися показники біологічної активності насіння (Е_п - енергія проростання, L_ср - довжина коренів), встановлено 72 години.

В стані “норма” безпосереднє опромінення насіння пшениці “Одеська-267”, урожаю 2001 р., проводилось на частотах 50,3; 58,0 ГГц, прямошумовим і степеневим сигналами впродовж 5-ти хвилин, 2-х і 3-х годин. В діапазонах 40,0; 42,2; 50,3; 58,0; 61,0; 64,5 ГГц, прямошумовим і степеневим сигналами - впродовж 1-ї години. Редис, урожаїв 2001, 2002 р. опромінювався в смугах 50,3 та 64,5 ГГц 5 хвилин; 40,0; 50,3; 58,0; 64,5 ГГц і степеневим шумовим сигналом впродовж 1-ї години.

Достовірні зниження показників стану насіння спостерігалися при опроміненні впродовж 5-ти хвилин в смузі частот 58,0 ГГц, шумовим НЗВЧ- і степеневим сигналами. Опромінення впродовж 1-ї години не виявило достовірних змін, спостерігалась загальна тенденція стимуляції. Вплив ЕМП впродовж 2-х і 3-х годин виявив пригнічення показників при всіх режимах опромінення. Найбільше зниження Е_п (в 1,1 рази) спостерігалось при f=50,3 ГГц, 2 години, а L_ср - при опроміненні степеневим шумом на протязі 2-х годин. Біологічний відгук проявлявся в зменшенні стабільності результатів (зростання середньоквадратичного відхилу (СКВ)), що найбільш виражено при опроміненні степеневим шумом. Величина біологічного відгуку залежить від часу опромінення і виду сигналу, а також від попереднього рівня біологічних показників, що встановлено на насінні редису різних років урожаю. Редис 2001 року з меншою активністю виявився більш чутливим до ЕМП. Виявлено індивідуальну чутливість до ЕМП в залежності від сорту насіння.

При опроміненні ЕМП мікроорганізмів розглядались штами з різними вихідними біологічними властивостями: музейні - менш активні і циркулюючі - більш активні. Опромінення проводилося в дискретних смугах НЗВЧ - діапазону: 40,0; 42,2; 50,3; 58,0; 61,0 і 64,5 ГГц впродовж 1-ї і 8-ми годин. Оцінку впливу ЕМП на мікроорганізми визначено при аналізі їх адгезивних властивостей: середнього показника адгезії, коефіцієнту адгезії, індексу адгезивності мікроорганізмів (ІАМ); ступеню гіалуронідазної та нейрамінідазної активності; швидкості розщеплення глюкози; активності ферментів, пов'язаних с циклом трикарбонових кислот (ЦТК): НАД-залежної дегідрогенази і цитратсинтетази; продукування екзотоксину та чутливості до антибіотиків.

Опромінення бактерій в стані “норма” впродовж 1-ї години не призвело до істотних змін їх показників, ефективним виявився вплив ЕМП впродовж 8-ми годин.

При аналізі зміни показників адгезії встановлено, що опромінення в смузі 42,2 ГГц призводило до їх пригнічення, а в смузі 61,0 ГГц - до стимуляції приблизно в 2 рази. Встановлено, що музейні штами виявилися в середньому менш чутливими до зовнішніх ЕМП.

Окремо проводилися експерименти для визначення змін адгезивних властивостей залежно від фази росту. Розглядалися лаг-фаза, логарифмічна і стаціонарна фази. При опроміненні ЕМП найменші зміни спостерігались в лаг-фазі, максимальні - в стаціонарній фазі. Після опромінення бактерій в смузі 61,0 ГГц в стаціонарній фазі (найнижча вихідна активність) показники адгезії перевищили ті ж показники після опромінення бактерій в лаг-фазі (найбільша активність). Таким чином встановлено залежність біологічного відгуку від вихідного стану бактерій.

При аналізі гіалуронідазної активності достовірні зміни спостерігались теж в діапазонах 42,2 ГГц - пригнічення, і 61,0 ГГц - стимуляція. Найбільше пригнічення відмічено у штамів з високими вихідними показниками. Так, у C.d.gravis tox+ воно склало 2 рази, а у C.ulcerans tox+ - 1,3 рази. Більш виразну стимуляцію виявлено у штамів з низькими вихідними показниками. Так для C.ulcerans tox+ відмічено збільшення в 1,5 рази, а для C.d.gravis tox+ - в 1,2 рази. Ці результати вказують на індивідуальну чутливість різних біоваріантів коринебактерій.

В результаті дослідження змін активності нейрамінідази, дегідрогенази і швидкості розщеплення глюкози також спостерігається залежність ефективності впливу ЕМП від частоти опромінення (42,2 ГГц - пригнічення і 61,0 ГГц - стимуляція), від біоваріантів бактерій та їх вихідних показників (музейні штами більш чутливі до опромінення, чим циркулюючі). Зміна ферментативної активності для цитратсинтетази відмічена тільки при опроміненні в смузі 61,0 ГГц (стимуляція в 1,1 рази).

Вплив ЕМП на антибіотикочутливість збудників дифтерії визначався та оцінювався за розміром зон затримки росту коринебактерій навколо дисків з протимікробними засобами. Відмічено зв'язок між чутливістю коринебактерій до антибіотиків та фазами росту культур. Реакція на опромінення музейних і циркулюючих штамів в залежності від фази росту була протилежною: в музейних штамах найбільший вплив ЕМП спостерігався в стаціонарній фазі (з низькими вихідними показниками) - в 1,3 рази, в циркулюючих - в початковій фазі (в 1,2 рази). Виявлено, що вплив ЕМП призводив до збільшення зон затримки росту у мікробів дифтерії незалежно від частоти опромінення.

Для визначення механізмів впливу ЕМП на БО проведено серію експериментів, в яких опромінення БО проводилося опосередковано через опромінену воду. Дослідження проводились з насінням пшениці “Одеська-267”, урожаю 2001 р. Були використані наступні режими: в дискретних смугах 50,3; 58,0 ГГц, шумовим НЗВЧ- і степеневим сигналами впродовж 5-ти хвилин, 1-ї, 2-х і 3-х годин.

При аналізі результатів знайдено, що опосередковане опромінення насіння в стані “норма” призводило до достовірного пригнічення показників біологічної активності при всіх режимах, за виключенням 1-ї години в смугах частот 50,3 і 58,0 ГГц. Спостерігалась немонотонна залежність ефективності впливу від частоти сигналу та його експозиції, що найбільше виявлялось при аналізі середньої довжини коренів.

При порівнянні результатів впливу ЕМП на насіння в стані “норма” безпосередньо і опосередковано через воду спостерігалось, що біологічний відгук насіння при його взаємодії з опроміненою водою більш вагомий, ніж при безпосередньому впливі ЕМП. Так, безпосереднє опромінення призводило в середньому до зниження Е_п в 1,03 рази, L_ср - в 1,4 рази, а опосередковане - в 1,05 і 1,7 разів відповідно. При аналізі L_ср опосередковане опромінення призводить до збільшення СКВ, що особливо виявляється при опроміненні шумовим НЗВЧ- і степеневим сигналами.

При опосередкованому впливі ЕМП на коринебактерії опроміненню впродовж 8-ми годин підлягали суспензії бактерій у фізіологічному розчині, суспензії бактерій у поживному середовищі (цукровому бульйоні), та власне цукровий бульйон. Ефективність впливу оцінювалась за зміною кінетики росту, що вимірювалась оптичною щільністю субстрату через 4, 8 і 18 годин інкубації. Достовірні зміни були отримані при опроміненні в смугах 42,2 ГГц - пригнічення кінетики росту, і 61,0 ГГц - стимуляція. При дії в смузі 42,2 ГГц після інкубації впродовж 4-х годин пригнічення склало в середньому 1,6 рази. При опроміненні культур в смузі 61,0 ГГц за той же час спостерігався приріст біомаси в середньому в 2 рази. Найбільші зміни спостерігалися при сумісному опроміненні бактерій в цукровому бульйоні. Зі збільшенням часу інкубації відбувалось зниження ефективності опромінення і через 18 годин показники після опромінення ЕМП зрівнялися з контрольними, що може бути наслідком адаптації.

Результати цих дослідів підтверджують значну роль води, як однієї з мішеній впливу ЕМП.

У четвертому розділі наведено результати дослідження почергового впливу пригнічуючим фактором і ЕМП з метою поновлювання втрачених якостей БО та збільшення їх стійкості до негативних зовнішніх факторів. Для пригнічення вихідних показників біологічної активності насіння рослин використовувався тепловий вплив при t=50-60^оС. Для насіння пшениці “Одеська-267”, урожаю 2001 р., найбільш показовим виявився режим пригнічення при t=56^оС тривалість 10 хвилин, Е_п знизилася до 37,0 % (в 2,5 рази), а L_ср до 6,2 мм (в 4 рази). Після цього проводилось опромінення БО в дискретних смугах НЗВЧ - діапазону, НЗВЧ і степеневими шумовими сигналами.

Максимальне збільшення Е_п спостерігалось при опроміненні в смузі 50,3 ГГц протягом 3-х годин - в 1,7 разів відносно теплового пригнічення (до 61,1 %). Мінімальний ефект - при опроміненні в тому ж діапазоні, але впродовж 1-ї години, Е_п збільшилась в 1,2 рази (до 44,8 %). Максимальний зріст L_ср спостерігався при опроміненні в смузі 50,3 ГГц і шумовим НЗВЧ сигналом впродовж 3-х годин, середня довжина коренів склала 12,9 мм, що в 2 рази більше, чим після теплового пригнічення. Мінімальні зміни виявлено при опроміненні в смузі 58,0 ГГц і шумовим НЗВЧ сигналом, впродовж 5-ти хвилин. Таким чином спостерігається залежність ефективності впливу ЕМП від частоти сигналу та його експозиції. В опромінених партіях насіння спостерігалось збільшення стабільності результатів, тобто зниження СКВ відносно результатів, отриманих після теплового пригнічення.

Використовуючи інші режими теплового пригнічення виявлено, що величина відновлення функціональних показників БО при використанні ЕМП залежить від початкового ступеня їх пошкодження. При впливі ЕМП на насіння з високими показниками активності спостерігалось переважно їх пригнічення, а вплив на послаблене насіння призводив до відновлення цих показників, але після досягнення визначеного рівня пригнічення ефект відновлення проявляється слабкіше, або зовсім зникає. Таким чином, виявлено пороговий характер біологічного відгуку.

Аналогічні результати отримані при проведенні дослідів з насінням редису урожаю 2002 року. При цьому спостерігались особисті прояви ефективності теплового та електромагнітного впливів.

Для пригнічення біологічних показників бактерій проводили їх опромінення ультрафіолетом (УФ) впродовж 30-ти хвилин. В результаті зниження колонієутворюючьої здатності штамів досягло 31 рази. Наступний після цього вплив ЕМП впродовж 1-ї години в вузьких смугах частот 40,0; 42,2; 50,3; 58,0; 61,0 і 64,5 ГГц призводив до відновлення цього показника у 5-25 разів в залежності від діапазону. Найбільш ефективними виявились смуги 42,2 і 61,0 ГГц, здатність утворювати колонії виросла в 12,4 і 22,8 рази відповідно.

При посиленні пригнічення бактерій за рахунок збільшення часу опромінення УФ до 50-ти хвилин поновлення колонієутворюючьої здатності коринебактерій не спостерігалося, тобто, як і з насінням, має місце пороговий ефект.

Оскільки пошкодження бактерій може відбуватися під час їх тривалого зберігання, було проведено досліди поновлення втрачених властивостей штамів шляхом їх опромінення ЕМП. В результаті спостерігалось стимулювання захисних систем коринебактерій та відновлення каталазної активності, ферментації глюкози і крохмалю. При цьому ефективність впливу ЕМП зростала при багаторазовому повторенні, що свідчить про наявність кумулятивного ефекту.

Окрім безпосереднього впливу ЕМП на насіння пшениці, що знаходиться в стані “патологія”, проводився опосередкований вплив, через воду. При порівнянні біологічних показників з результатами безпосереднього впливу ЕМП визначено, що вплив через воду ефективніший для Е_п і L_ср в 1,1 і 4,1 рази відповідно. При опосередкованому впливі впродовж 2-х годин ефективність в порівнянні з безпосереднім впливом зростала в 1,5 і 2,2 рази. Подальше збільшення часу опромінення води до 3-х годин призвело до зниження Е_п і L_ср, в той час коли безпосередній вплив сприяв стимуляції показників.

В цих дослідах спостерігалась частотна залежність. При опроміненні насіння ЕМП протягом 1-ї години найбільше зростання Е_п і L_ср відбувалося при опроміненні степеневим сигналом, в 1,7 і 2,4 рази відповідно. Найменші зміни спостерігались в частотній смузі 50,3 ГГц - зростання в 1,5 і 2,4 рази.

При зниженні вихідних показників за рахунок збільшення температури нагріву до 59^о С відновлення втрачених властивостей не спостерігалось, що також свідчить про наявність порогового ефекту за рахунок денатурації білка.

Для перевірки збільшення стійкості БО до негативних зовнішніх факторів за рахунок впливу ЕМП спочатку дослідні об'єкти опромінювали ЕМП, а потім проводили їх пригнічення: насіння пшениці - теплом, а коринебактерії - ультрафіолетом. В результаті найменш пошкодженим теплом виявилося насіння, що попередньо опромінювалося шумовим НЗВЧ сигналом протягом 1-ї години. В цьому випадку Е_п зменшилась в 1,8 разів, а L_ср в 2,5 рази відносно контролю, що в 1,4 і 1,7 разів вище цих показників при тепловому пригніченні. Інші режими впливу впродовж 1-ї години виявилися менш ефективними. Збільшення часу опромінення позитивних результатів не дало.

При попередньому опроміненні ЕМП коринебактерій спостерігалось збільшення їх стійкості до подальшого пригнічення УФ. Найбільш ефективними виявились діапазони 42,2 і 61,0 ГГц, де вплив пригнічуючого фактору знизився в 4,2 і 8,5 разів відповідно. При цьому спостерігалась залежність впливу від виду бактерій.

При опосередкованому попередньому впливі на насіння пшениці спостерігається збільшення його теплостійкості. Установлено, що опромінення протягом 1-ї години сприяло збільшенню Е_п в 1,4 рази, а L_ср в 1,1 рази. Найбільші зміни спостерігалися при опроміненні степеневим шумом - в 1,4 і 1,5 разів відповідно. Збільшення часу впливу до 2-х і 3-х годин призвело до зросту показників Е_п в 1,2 рази, а L_ср в 1,3 і 1,6 разів відповідно. При порівнянні впливу ЕМП в аналогічних режимах при безпосередньому опроміненні виявилось, що опосередкований вплив більш ефективний на збільшення теплостійкості насіння в середньому для Е_п в 1,2 рази, а для L_ср в 1,3 разів.

У додатках надані типові методики визначення основних показників біологічної активності коринебактерій, а також фотознімки насіння рослин і коринебактерій, що відображають зміни їх стану після прямого і опосередкованого через воду опромінення.

ВИСНОВКИ

У дисертаційній роботі розв'язано актуальну наукову задачу дослідження особливостей впливу низькоінтенсивних ЕМП, що мають різні спектрально-часові характеристики, на функціональні властивості насіння рослин і мікроорганизмів. На прикладі насіння пшениці і редису, а також чотирьох біоваріантів коринебактерій експериментально досліджено стресовий характер впливу ЕМП на біооб'єкти і адаптацію до них. Підтверджено еволюційний пріоритет стану “норма” БО, а також можливість відновлення за допомогою ЕМП їх показників, які відповідають стану “патологія”. Показано можливість цілеспрямованого вибору спектрально-часових характеристик ЕМП, що можуть зменшувати шкідливий вплив на довкілля. Підтверджено, що однією з мішеней, які першочергово відчувають вплив ЕМП, є вода та середовища, що містять воду. Ці результати є відповіддю на мету та завдання, що поставлені в дисертаційній роботі.

Основні висновки проведених досліджень зведено до наступного:

При визначенні параметрів низькоінтенсивних ЕМП, що впливають на функціональні характеристики БО, доцільно виходити з принципу невизначеності Вудворда, який дозволяє максимізувати відстань між сигналами в спектрально-часовому просторі та їх подальше розділення за ієрархічним принципом для організації незалежних каналів впливу. При моделюванні БО в класі лінійних систем методично доцільно дослідити їх частотні та (або) імпульсно - перехідні характеристики. При моделюванні БО в класі нелінійних та нестаціонарних систем загальні підходи поки невідомі, тому кожний окремий експеримент є важливим для визначення чинників впливу ЕМП на окремі структурні ланцюги, або БО в цілому.

Експериментально встановлено можливість модифікації показників функціональної активності БО шляхом їх опромінення низькоінтенсивними ЕМП, що відрізняються спектрально-часовими характеристиками. Для насіння рослин досліджено енергію проростання і довжину коренів; для коринебактерій - кінетику росту, колонієутворення, біохімічні показники: швидкість розщеплення глюкози, крохмалю, уреази; фактори колонізації та інвазії: адгезія, нейрамінідазна та гіалуронідазна активності; токсиноутворення; активність ферментів, пов'язаних с ЦТК: НАД-залежна дегідрогеназа і цитратсинтетаза, а також чутливість до антибіотиків. В результаті проведених дослідів зроблено припущення, що ЕМП впливає на морфологічні та функціональні властивості БО.

Виявлено залежність функціонального відгуку від частоти, загальної ширини спектру та спектрального розподілу сигналу. При опроміненні в НЗВЧ-діапазоні вузькосмуговими сигналами встановлено залежність показників БО від несучої частоти опромінення. Експериментально доведено, що опромінення БО в вузьких смугах НЗВЧ-діапазону може призвести до пригнічення, байдужості і стимуляції окремих показників. Ця тенденція проявляється при опроміненні коринебактерій. В діапазоні 42,2 ГГц переважно спостерігається пригнічення показників, а в діапазоні 61,0 ГГц - їх стимуляція. Спостерігається різниця відгуку БО при опроміненні прямошумовим і степеневим сигналами. Виявлено зріст дисперсії при опроміненні степеневими сигналами, що свідчить на користь фрактально-ієрархічної моделі впливу ЕМП на БО.

Спостерігається немонотонна залежність біологічного відгуку від часу експозиції ЕМП, що характеризує конкурентність між впливом (стресом) і адаптацією до нього.

Ефективність впливу ЕМП залежить від початкового стану БО (правило “вихідного рівня”), який визначається часом і умовами зберігання, впливом зовнішніх фізичних чинників, фазою зростання і ін. Якщо об'єкт знаходиться у стані “норма”, тобто не підлягав попередньому стресовому впливу і його показники максимальні, при опроміненні ЕМП спостерігається тенденція пригнічення. У випадках, коли вихідні показники нижче верхньої межі “норми”, можливе як додаткове пригнічення, так і стимуляція.

Для об'єктів, які виведені із стану “норма” невеликим збуренням і знаходяться в стані “патологія”, яка штучно створена зовнішнім впливом, включно тепловим ударом та УФ опроміненням, спостерігається прагнення БО повернутися до початкового стану (принцип Ле-Шател'є). При поглибленні патології до межі регулювання (адаптації) спостерігається підвищення чутливості БО до цього впливу і зріст крутизни управління - ефективності відновлення БО шляхом їх опромінення низькоінтенсивними ЕМП. Рівень відновлення залежить від ступеня пошкодження. Виявлена наявність порогового рівня, коли після попереднього пригнічення відновлення зменшується, або зовсім зникає.

Встановлено, що шляхом попереднього опромінення БО низькоінтенсивним ЕМП можливо збільшувати їх стійкість до наступних несприятливих впливів, зокрема до теплового і УФ пошкодження. Збільшення стійкості БО до несприятливих факторів менш виразне, ніж їх відновлення після попереднього пригнічення.

Експериментально встановлено можливість цілеспрямованої модифікації функціональних показників БО при опосередкованому опроміненні ЕМП через воду. В результаті прямого і опосередкованого опромінення спостерігаються загальні тенденції і різниця. Опосередкований вплив ЕМП на насіння, коли їх початкове зволоження проводилось опроміненою водою, а також стимуляція кінетики росту бактерій в опроміненому поживному середовищі, виявляються більш ефективними порівняно з прямим опроміненням зволоженого насіння і коринебактерій у фізрозчині.

Тотожні реакції на опромінення низькоінтенсивними ЕМП наступні:

чутливість БО до спектрально-часових характеристик ЕМП;

реакція БО на електромагнітний стрес і адаптація до нього;

збільшення чутливості БО, що знаходяться в стані “патологія”, до впливу ЕМП;

можливість опроміненням ЕМП відновлювати втрачені якості, а також наявність порогового ефекту;

збільшення стійкості БО до пригнічуючих факторів при попередньому опроміненні ЕМП;

збільшення функціонального відгуку при опосередкованому впливі через воду або поживні середовища.

Встановлена також індивідуальна чутливість до ЕМП в залежності від класу БО, виду насіння та біоваріантів коринебактерій.