ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Чувствительность к вибрации и звуку биологических объектов, не имеющих механорецепторов из "Биологическое действие вибрации и звука " Перед тем как перейти к описанию чувствительности к звуку и вибрации животных, имеющих специальный рецепторный аппарат, мы сочли целесообразным кратко рассмотреть данные о чувствительности к этому физическому фактору биологических структур, не имеющих механорецепторов (вирусов, бактерий и их фагов), а также сведения о чувствительности простейших. [c.10] Вероятно, английские ученые Т. Адереен, Б. Винтере, Ш. Богге были первыми, начавшими еш,е в 40-х годах исследовать чувствительность бактерий и их фагов к звуку и вибрации. Было показано, что как сами бактерии, так и их фаги погибали от непрерывной вибрации с частотой 9000 Гц в течение 60 мин. Биологический интерес, однако, заключается не только в том, что бактерии и фаги погибали по действием вибрации, но и в том, что различные фаги, которые различаются между собой размерами и структурой, как и бактерии, обладают разной чувствительностью к действию этого фактора. Так, уже через 10 мин вибрации неповрежденных бактерий остается всего лишь 1 %, а из фагов Т2 — 0.7 %, Т4 — 0.009 %, Тб — 0.008 %, тогда как фаги Тз сохранились неразрушенными 80 %, фаги Т — 40 %. С физической точки зрения, эффект действия вибрации при прочих равных условиях зависит от линейных размеров объекта. Для звуковой вибрации существенным является соотношение длины волны колебательной системы с размерами объекта чем мельче объект, тем меньше должна быть длина волны и, следовательно, тем выше должны быть частоты вибрации. Но, как видно из приведенных данных, это правило не строго соблюдается. Так, по линейным размерам изученная бактериальная клетка приблизительно на два порядка больше, чем фаги, и тем не менее через 5 мин вибрации неразрушенных бактерий остается 18 %, а фагов только 1.8 %. [c.11] Сами фаги по размерам не столь резко различаются между собой. Например, Тз имеет головку диаметром 4500 нм, Т4 — 6000 нм. Тогда как через 10 мин фаги Т4 практически разрушены полностью, а Тз — приблизительно на 20 %. [c.11] Мы должны с самого начала подчеркнуть основную аксиому, от которой будем отправляться и которой будем руководствоваться на протяжении всей книги звуки и вибрация (механические колебания) имеют своим единственным адресом действия механическую структуру. Только структура (несущая конструкция), гетерогенная по массе и упругим свойствам, является рецептором механических колебаний. [c.12] Электронно-микроскопические исследования выявили, что палочки вируса с обычной длиной 270 мкм после вибрации уменьшаются примерно в 2 раза и имеют длины 140 мкм. Очевидно, как полагают авторы, вибрация ломает палочки на две равные субъединицы. Говоря далее об этих исследованиях, следует обратить внимание на специфическое действие данного фактора. Известно, что термическая обработка, которая чаще всего применяется при исследовании вируса табачной мозаики, приводит к образованию нерастворимого белка и к освобождению нуклеиновых кислот, что не всегда желательно экспериментатору. Обработка культуры вируса вибрацией звуковой частоты сохраняет растворимость, т. е. активное состояние белка. Наконец, иммунологические свойства повышаются, увеличивается преципитация антитела на единицу массы антигена. Исследования на вирусах и бактериях с использованием вибрации в качестве одного из методических приемов дают еще ряд ценных сведений, связанных с природой действия самой вибрации. Показано, например, что эффект разрушения клеток бактерий и простейших под влиянием звуковой вибрации с частотами от 0.2 до 20 кГц зависит от частоты, характерной для каждого вида объекта, и, что для нас представляется особенно интересным, максимальный эффект наблюдается в области резонансных частот, которые также являются характерными для каждого вида. [c.13] Академик Н. П. Дубинин, наблюдая аналогичную ситуацию при исследовании генетического эффекта действия космического полета на плодовую мушку (дрозофилу), высказал предположение о возможном усилении эффекта радиации на фоне вибрации. При оценке действия космического полета на лизогенные бактерии Н. Н. Жуков-Вережников с соавторами пришли к такому же выводу. Проверочные опыты в наземных условиях показали, что вибрации с частотами от 35 до 700 Гц и ускорением в 10 g усиливают эффект облучения гамма-лучами ( °Со) примерно в 2 раза. Аналогичные результаты были получены Н. И. Рыбаковым и В. А. Козловым в экспериментах на лизогенных бактериях. Реакцию бактерий оценивали по величине Р — отношение числа индуцированных фагов к спонтанно возникающим. Судя по приведенным данным, только вибрация с частотами от 20 до 700 Гц даже несколько снижает спонтанное образование фагов, но в сочетании с облучением фагообразование повышается. [c.14] При исследованиях культуры HeLa было установлено, что вибрация, в сочетании с другими факторами космического полета, замедляет скорость роста, повышает чувствительность бактерии к последующим воздействиям. Авторы допускают возможность генетического действия всего комплекса факторов космического полета, и в особенности невесомости. Однако глубокого анализа биологического действия фактора невесомости не приводится. [c.14] Во-вторых, имеется частотная зависимость эффекта вибрации. Различные виды бактерий и их фаги характеризуются различной чувствительностью к одной и той же частоте колебаний. С известным допущением можно сказать, что каждый вид бактерий обладает повышенной чувствительностью только к определенной, характерной для данного вида частоте колебаний. [c.15] Интересно отметить, что обнаруживается несколько эффективно действующих частот 25, 300, 500, 1000, 3000 Гц, а, например, к частотам 100, 200, 700, 2000 Гц инфузории не чувствительны Эти факты наводят на мысль, что особи имеют ряд структур, чувствительных к вибрации разных частот, которые обеспечивают биологически столь важную функцию, как фагоцитоз. [c.16] Приведенные данные позволяют заключить, что, во-первых, простейшие (парамеции) обладают чувствительностью к механическим колебаниям. Во-вторых, особи обладают рядом структур, каждая из которых чувствительна лишь к определенным частотам вибрации. И, в-третьих, чувствительность к вибрации, кроме прочего, зависит от фазы роста особи. Максимальная чувствительность наблюдается в конце лагфазы. О чувствительности простейших к механическим воздействиям имеется обширная литература. [c.17] Возвращаясь к предмету нашего описания, касающегося чувствительности простейших к вибрации, следует сказать, что на ранних этапах эволюции животный мир еще не обладал способностью тонко дифференцировать в отдельности все виды механической энергии колебания среды, давления, импульсы, гравитацию — скорее всего, все эти виды энергии воспринимались суммарно, всей структурой особи, а результаты их действий проявлялись в виде того или иного тропизма (таксиса). [c.17] Наиболее обширные исследования геотропизма у простейших проведены еще в конце прошлого века. Было установлено, что явление геотропизма определяется не только силами гравитации, но и другими видами раздражения химическими, термическими, возможно, световыми и др. Окончательный выбор направления движений не в меньшей степени зависит от исходного функционального состояния. Вообще говоря, перемена знака таксиса (тропизма) положительный—отрицательный — явление довольно распространенное и ца-блюдается на самых различных видах живых существ — от простейших до человека. Это явление перемены знака также примечательно в том смысле, что отражает довольно общую биологическую реакцию конечно, ответ определяется не природой и интенсивностью раздражителя, а природой и функциональным состоянием биологического объекта. Проявление этой закономерности реакции наблюдается на биологических системах различной сложности организации на всех этапах эволюции. [c.18] Вернуться к основной статье