Таблица 3 -- Корреляционные связи скорости и плотности солнечного ветра с типом реакции метахромазии

Рисунок 11 -- Данные типа реакции метахромазии и скорости и плотности космических лучей за период наблюдений с 06.11.2013 по 24.12.2013 года

На графиках, отображенных на рис. 12 представлены данные типа реакции метахромазии и модуля полного вектора межпланетного магнитного поля за период наблюдений с 06.11.2013 по 24.12.2013 г.

Если внимательно взглянуть на графики, отображенные на рис.12 можно заметить, что 3 тип реакции метахромазии проявляется после всплесков значений вектора межпланетного магнитного поля, также как и для межпланетного Ар-индекса, хотя данная зависимость не проявляется здесь так выражено. Это может свидетельствовать о том, что биотропная реакция клеток Saccharomyces cerevisiae проявляется с некоторым опозданием после воздействия гелиофизических факторов. Коэффициент корреляции по Пирсону незначителен и равен 0.173, что свидетельствует о слабой корреляционной связи между параметрами модуля полного вектора межпланетного магнитного поля и типом реакции метахромазии.

Рисунок 12 -- Данные типа реакции метахромазии и модуля полного вектора межпланетного магнитного поля за период наблюдений с 06.11.2013 по 24.12.2013 года

На графиках, отображенных на рис. 13 представлены данные типа реакции метахромазии и потоков протонов с энергией свыше 10 МэВ. По графику четкую зависимость данных показателей определить не удается. Корреляционная зависимость по Пирсону так же практически отсутствует. Коэффициент корреляции равен 0,112.

Рисунок 13 -- Данные типа реакции метахромазии и потоков протонов с энергией свыше 10 МэВ за период наблюдений с 06.11.2013 по 24.12.2013 года

2.3 Влияние гелиофизических факторов и электромагнитного излучения низкой частоты на культуру дрожжей Saccharomyces cerevisiae

2 этап эксперимента проводился с 3.06.2014 по 17.06.2014 и заключался как в изучении влияния гелиофизических факторов, так и в изучении воздействия электромагнитного воздействия низкой частоты на тип реакции метахромазии. В качестве резонансной частоты была выбрана частота 8 Гц в связи с тем, что в ходе ранее проведенных в лаборатории работ выяснилось, что водные растворы ДНК, выделенные из дрожжей Saccharomyces cerevisiae, дают максимальный пик (отклик) на ИК спектре после облучения этих растворов электромагнитным полем с частотой 8 Гц. В качестве контрольного образца использовались необлученные клетки Saccharomyces cerevisiae. Данные, полученные в результате исследования, представлены в таблице 4.

Из таблицы 4 видно, что электромагнитное поле частотой 8Гц практически не изменяло тип получаемой реакции метахромазии. Исключение составляют данные за 9.06.2014, когда 3 тип реакции метахромазии у многократно облученных клеток Saccharomyces cerevisiae не проявлялся, в отличие от реакции метахромазии необлученных и однократно облученных клеток. Именно в этот день значение Ар индекса принимают максимальное значение за весь период наблюдений 2 этапа эксперимента.

Также стоит отметить что 3 тип реакции метахромазии наблюдался при невысоких значениях Ар, Кр - индексов.

Таблица 4 -- Результаты наблюдений за реакцией метахромазии клеток Saccharomyces cerevisiae с 3.06.2014 по 17.06.2014 года

Таблица 5 -- Значение коэффициентов корреляции Пирсона для массивов данных Ар, Кр-индексов и типов реакции метахромазии

Графики на рисунке 14 показывают данные типа реакции метахромазии и индексов магнитной возмущенности Ар и Кр. Из данного графика можно заметить наблюдение 3 типа реакции после всплеска Кр и в день максимума индекса магнитной активности Ар. Остальные 2 дня наблюдения 3 типа реакции метахромазии не имеют четкой связи с индексами магнитной активности Ар и Кр. Стоит отметить что в этом наблюдении наблюдается несколько аномалий.

Как можно заметить по графикам, всплески индекса Кр предшествуют всплескам Ар, обычно с увеличением Кр увеличивается и Ар индекс. Корреляционная связь двух этих индексов в этом месяце очень мала, настолько, что можно говорить о ее отсутствии. Как можно увидеть из таблицы 5 связь типа реакции метахромазии и индекса Кр в этом месяце также не наблюдается, а вот связь с индексом Ар даже сильнее чем наблюдаемая в первой части эксперимента.

На следующих графиках, отображенных на рис. 15 можно наблюдать данные типа реакции метахромазии и чисел Вольфа за период наблюдений с 03.06.2014 по 17.06.2014. На графике можно наблюдать слабо выраженную зависимость типа реакции метахромазии от чисел Вольфа. Стоит также отметить, что при больших числах Вольфа 3 тип метахромазии наблюдается как для многократно облученных образцов, так и для всех остальных. В связи с недостаточностью статических данных сложно точно судить об их воздействии, но исходя из полученных данных, можно сделать вывод о том, что они довольно сильно влияют на водную компоненту клетки.

Рисунок 14 -- Данные типа реакции метахромазии и индексов магнитной возмущенности Ар и Кр за период наблюдений с 03.06.2014 по 17.06.2014 года

Индекс корреляции Пирсона для массивов данных чисел Вольфа и типа реакции метахромазии является максимальным и равен 0,542, что подтверждает существенное изменение жизнедеятельности клетки от параметра солнечной активности (числа Вольфа).

Следующий графики, отображенные на рис. 16, показывают зависимость типа реакции метахромазии и потоком радиоизлучения на волне 10,7 см. На этом графике трудно заметить существенно выраженную зависимость. Однако коэффициент корреляции Пирсона имеет довольно высокое значение и равен 0,439, что является вторым по величине значение коэффициента корреляционной зависимости.

Рисунок 15 -- Данные типа реакции метахромазии и числа Вольфа за период наблюдений с 03.06.2014 по 17.06.2014 года

Как видно из графиков, приведенных на рисунках 15 - 16 видно, что геомагнитные факторы числа Вольфа и поток радиоизлучения оказывают существенное влияние на тип реакции метахромазии. В связи с этим было решено проверить, насколько они зависят друг от друга. Как и ожидалось, два этих значения имеют практически линейную зависимость. Коэффициент корреляции для них имеет значение 0,792. Графики величин чисел Вольфа и поток радиоизлучения изображены на рисунке 17.

Рисунок 16 -- Данные типа реакции метахромазии и потока радиоизлучения (10,7 см, солн. ед. потока) за период наблюдений с 03.06.2014 по 17.06.2014 года

Рисунок 17 -- Данные чисел Вольфа и потока радиоизлучения (нТл) за период наблюдений с 03.06.2014 по 17.06.2014 года

Заключение

В результате проведенной работы изучено воздействие гелиогеофизических факторов и ЭМИ декамегаметрового диапазона на реакцию метахромазии клеток культуры дрожжей Saccharomyces cerevisiae.

Проведено культивирование дрожжей Saccharomyces cerevisiae в период с 06.11.2013. по 24.12.2013 и в период с 03.06.2014 по 17.03.2104 с ежедневным пересевом культуры, приготовлением мазков, окрашиванием метиленовым синим и микроскопированием. Исследована зависимость типа реакции метахромазии клеток Saccharomyces cerevisiae от уровня гелиогеомагнитной возмущенности.

В ходе выполнения выпускной квалификационной работы были сделаны следующие выводы:

1) Saccharomyces cerevisiae проявляет реакцию метахромазии при изменении параметров космической погоды. В период слабовозмущенной геомагнитной обстановки наблюдался первый тип окрашивания полифосфатов. Третий тип окрашивания наблюдался, как правило, на третий день после проявления магнитной возмущенности.

2) Построены корреляционные зависимости (по Пирсону). В результате получено максимальное значение корреляции для данных типа реакции метахромазии и чисел Вольфа.

Более слабые значения корреляции в первой части эксперимента были получены между типом реакции метахромазии и индексом геомагнитной возмущенности Ар (0,332), индексом геомагнитной возмущенности Кр (0,322) и скоростью частиц солнечного ветра (0,330).

3) Электромагнитное поле с частотой 8 Мгц практически не оказывает влияния на тип реакции метахромазии за исключением данных за 9.06.2014, где 3 тип реакции у многократно облученных клеток не наблюдается в отличие от необлученных и однократно облученных клеток.

4) Первичной мишенью воздействия гелиофизических факторов на клетки Saccharomyces cerevisiae является водная компонента клеток, что приводит к дальнейшему изменению конформации цепочек полифосфатов в волютиновых гранулах и визуально фиксируется появлением нового типа реакции метахромазии.

5) При увеличении значений чисел Вольфа происходит изменение типа реакции метахромазии, что свидетельствует о непосредственной связи этого гелиофизического фактора с реакцией метахромазии.

Наблюдение за типом реакции метахромазии еще необходима, так как статистическая обработка результатов требует большего количества данных. Выводы, сделанные в результате выполнения данной квалификационной работы, практически совпадают с данными полученными в результате наблюдений, проводимых в ИЗМИРАН.

Список используемых источников

1 Жданов Г. Б. Большая советская энциклопедия / Г. Б. Жданов. - М.: Советская энциклопедия, 1973. - Т. 13. - 608 с.

2 Филоненко А. Д. Радиоастрономический метод измерения потоков космических частиц сверхвысокой энергии / А. Д. Филоненко - М.: УФН, 2012. - 127 с.

3 Wang Y. Statistical study of coronal mass ejection source locations: Understanding CMEs viewed in coronagraphs / Y. Wang // J. Geophys. Res. - 2011. - № 14. - P. 116-123.

4 Yashiro S. Visibility of coronal mass ejections as a function of flare location and intensity / S. Yashiro // J. Geophys. Res. - 2005. - № 7. - P. 11-19.

5 Schwenn R. Space Weather: The Solar Perspective / R. Schwenn // Living Reviews in Solar Physics. - 2010. - № 13. - P. 573-581.

6 Владимирский Б. М. Космические воздействия и эволюция биосферы / Б. М. Владимирский, Л. Д. Кисловский. - М.: Знание, 1986. - 64 с.

7 Владимирский Б. М. Влияние солнечной активности на биосферу-ноосферу / Б. М. Владимирский, Н. А. Темурьянц. - М.: МНЭПУ, 2000. - 374 с.

8 Svestka Z. Varieties of Coronal Mass Ejections and Their Relation to Flares / Z. Svestka //Space Sci. Rev. - 2001. - № 95. - P. 135-146

9 Harrison R. A. Soho observations relating to the association between flares and coronal mass ejections / R. A. Harrison // Adv. Space Res. - 2003. - №. 32. - P. 2425-2437.

10 Петрукович А. А. Предсказуема ли космическая погода? / А. А. Петрукович // Новости Космонавтики. - 2005. - № 3. - С. 123-129.

11 Borovsky J. E. Differences between CME-driven storms and CIR-driven storms / J. E. Borovsky, M. H. Denton // J. Geophysics. Res. - 2006. - № 7. - P. 111-117.

12 Исаева Е. А. Происхождение солнечных космических лучей и метровые радиовсплески II типа / Е. А. Исаева, Ю. Т. Цап // Известия Крымской Астрофизики - 2011. - № 1. - С. 118-125.

13 Черток И. М. О соотношении микроволновых спектров на Солнце и потоков протонов у Земли / И. М. Черток, В. В. Гречнев, Н. С. Мешалкина // Астрономический журнал - 2009. - Т. 86. - С. 1133-1135.

14 Tylka A. J. Coupled hydromagnetic wave excitation and ion acceleration at an evolving coronal / A. J. Tylka, M. A. Lee // Astrophys. J. - 2006. - № 646. - P. 1319-1324.

15 Kuncic Z. A. Quantitative Theory for Terrestrial Foreshock Radio Emissions / Z. A. Kuncic, I. H. Cairns, P. A. Robinson // Space Sci. Rev. - 2002. - № 107. - P. 27-34.

16 Ермолаев Ю. И. Зависит ли сила геомагнитной бури от класса солнечной вспышки? / Ю. И. Ермолаев, М. Ю. Ермолаев // Космические исследования. - 2009. - Т. 47. -- № 6. - С. 495-500.

17 Cliver E. W. IAU Symp. Universal Heliophysical Processes / E. W. Cliver // Cambridge University Press. - 2009. - № 257. - P. 401-403.

18 Astronomical redshifts of highly ionized regions / A. Nindos, H. Aurass, K. Klein and others // Solar Phys. - 2008. - № 3. - P. 253-257.

19 Yermolaev N. S. Specific interplanetary conditions for CIR-, Sheath-, and ICME-induced geomagnetic storms obtained by double superposed epoch analysis / N. S. Yermolaev, I. G. Nikolaeva, Yu. N. Lodkina // Analyses Geophysical. - 2010. - V. 28. - № 12. - P. 177-186.

20 Хабарова О. В. Основы новой методики среднесрочного прогноза магнитных бурь / О. В. Хабарова, Е. А. Руденчик // Материалы Международного семинара «Биологические эффекты солнечной активности». - 2004. - С. 10-11.

21 Ермолаев Ю. И. « ВСЕ БЕШЕНЕЙ БУРЯ, ВСЕ ЗЛЕЕ И ЗЛЕЙ…» / Ю. И. Ермолаев - М.:РФФИ, 2005. - 163 с.

22 Бреус Т. К. Космическая и земная погода и их влияние на здоровье и самочувствие людей / Т. К. Бреус. - М.: «Книжный дом», 2010. - 355 с.

23 Реакция человеческого организма на факторы, связанные с изменениями солнечной активности / В. Н. Обридко, М. В. Рагульская, О. В. Хабарова и др. // Биофизика. - 2001. - Т. 46. -- № 5. - С. 940-945.

24 Владимирский Б. М. Космическая погода и наша жизнь / Б. М. Владимирский, Н. А. Темурьянц, В. С. Мартынюк. - Фрязино: «Век-2», 2004. - 142 с.

25 Чижевский А. Л. Физические факторы исторического процесса / А. Л. Чижевский - Калуга: Наука, 1924. - 123 с.

26 Ertel S. Space weather and revolutions / S. Ertel // Studia psychologica. - 1996. - № 38 - P. 3-22.

27 Чижевский А. Л. Модификация нервной возбудимости под влиянием пертурбаций во внешней физико-химической среде / А. Л. Чижевский // Русско-немецкий медицинский журнал. - 1928. - № 8. - С. 431.

28 Владимирский Б. М. Космическая погода и террористическая активность / Б. М. Владимирский, А. А. Конрадов // Геофизические процессы и биосфера. - 2005. - Т. 4. - № 1/2. - С. 165-169.

29 Владимирский Б. М. Влияние солнечной активности на биосферу-ноосферу / Б. М. Владимирский, Н. А. Темурьянц. - М.: МНЭПУ, 2000. - 374 с.

30 Kalita B. Electromagnetic responses during acoustic disturbance in atmosphere / B. Kalita, V. Mezentcev, S. Soroka // III International Workshop on Magnetic and Electromagnetic Methods in Seismology and Volcanology (MEEMSV-2002). - M., 2002. - P. 205-207.

31 Биотропное воздействие космической погоды // М. В. Рагульская, С. М. Рогачева, М. И. Бабаева и др. - Киев: ИЗМИРАН - 2010. - 312 с.

32 Хабарова О. В. Параметрический резонанс как возможный механизм влияния космической погоды на биообъекты / О. В. Хабарова // Мат. Межд. семинара «Биологические эффекты солнечной активности» - Пущино-на-Оке, 2004. - С. 14-15.

33 Меморандум «О научных трудах профессора А. Л. Чижевского»» // Первый международный Конгресс биологической физики и биологической космологии. - Нью-Йорк, 1939. - С. 26-37.

34 Чижевская Н. В. К вопросу о глобальной программе в области гелиобиологии / Н. В. Чижевская // Солнце, электричество, жизнь. - М.: Издательство МГУ. - 1972. - С. 28 - 34.

35 Вариабельность оптических свойств метиленового синего в растворах неорганического полифосфата натрия как одна из причин метахромазии / В. С. Мартынюк, Е. Н. Громозова, И. В. Лукьяненко и др. // Физика живого. - Т. 18. - № 2. - 2010. - С. 41-46.

36 Громозова Е. Н. Клеточные неорганические полифосфаты как акцепторы осциляций геокосмических факторов / Е. Н. Громозова, Т. Л. Качур, С. И. Войчук // 5-й Международный конгресс « Слабые и сверхслабые поля и излучения в биологии и медицине». - Санкт-Петербург, 2009. - С. 166-172.

37 Цетлин В. В. Исследование реакции воды на вариации космофизических и гелиофизических факторов окружающего пространства / В. В. Цетлин // Авиакосмическая и экологическая медицина. - 2010. - Т. 43. - № 6. С. 26-31.

Размещено на Allbest.ru