Дипломная работа на тему: Литературный обзор. Понятие космическая погода. Параметры космической погоды

Введение

Все живые организмы находятся под постоянным воздействием природных факторов электромагнитной природы - гелиогеофизических возмущений, влияние которых не ощутимо, пока их сила не превысит определенной пороговой величины. Молекулярные механизмы такого воздействия малоизучены, первичные мишени не определены.

В связи с этим большой интерес представляет выявление молекулярных мишеней действия гелиогеофизических факторов.

В качестве биосистемы клеточного уровня организации возможно использование клеток культуры дрожжей Saccharomyces cerevisiae - удобной модели эукариотической клетки. Известно, что в ответ на изменение уровня магнитной возмущенности внутриклеточные образования дрожжей - полифосфатные (волютиновые) гранулы меняют цвет при окрашивании клеток метиленовым синим от синего до красного (реакция метахромазии - эффект Чижевского - Вельховера). Данный эффект может служить индикатором не только воздействия гелиогеофизических факторов, но и антропогенных электромагнитных излучений.

По мнению многих исследователей, эффект метахромазии связан, прежде всего, с внутримолекулярным изменением волютиновых гранул, происходящем на наноразмерном уровне, связанным как с изменением состояния гидратной оболочки полифосфатов, так и с удлинением самой цепи полифосфатных звеньев.

Актуальность данной дипломной работы связана с тем, что солнечная активность играет важную роль в жизни человека, хотя молекулярные механизмы воздействия гелиофизических факторов на живые системы мало изучены и первичные мишени окончательно не определены.

Целью дипломной работы является изучение биотропного воздействия гелиофизических факторов на эукариотические клетки Saccharomyces cerevisiae и выявление основной мишени влияния ЭМИ НЧ.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи.

1) Изучение реакции метахромазии волютиновых гранул (полифосфатов) Saccharomyces cerevisiae в течение продолжительного периода времени (60 дней - 1 этап эксперимента и 14 дней - 2 этап эксперимента).

2) Визуализация эффектов явления метахромазии с помощью метода оптической микроскопии.

) Получение корреляционных зависимостей биологического отклика тестовых клеток от изменений различных параметров космической погоды (индексов геомагнитной возмущенности Ар, Кр; вектора межпланетного магнитного поля lВl; значения плотности и скорости частиц солнечного ветра; потоков протонов с энергией свыше 10 МэВ)

) Изучение состояния полифосфатов Saccharomyces cerevisiae при различных уровнях геомагнитного возмущения и выявление первичной мишени воздействия на клетки.

) Изучение влияния электромагнитного излучения низкой частоты (8 Гц), превосходящий уровень естественного фона в 10 - 15 раз, на биологический отклик тестовых клеток Saccharomyces cerevisiae.

Оглавление

- Введение

- Литературный обзор

- Понятие космическая погода

- Параметры космической погоды

- Воздействие космических лучей

- Геомагнитные эффекты

- Солнечные пятна

- Солнечные космические лучи

- Магнитные бури

- Общие сведения об эффекте Чижевского-Вельховера

- Биоиндикация факторов космической погоды

- Экспериментальная часть

- Методика исследования реакции метахромазии волютиновых зерен

- Влияние гелиофизических факторов на культуру дрожжей Saccharomyces cerevisiae

- Результаты исследования реакции метахромазии клеток Saccharomyces cerevisiae

- Обработка экспериментальных данных с помощью метода Пирсона

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

- Список используемых источников

Заключение

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

Проведено культивирование дрожжей Sассhаrоmyсеs сеrеvisiае 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 Sассhаrоmyсеs сеrеvisiае от уровня гелиогеомагнитной возмущенности.

В ходе выполнения выпускной квалификационной работы были сделаны следующие выводы:

) Sассhаrоmyсеs сеrеvisiае 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.

Список литературы

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 оf coronal mass ejection source locations: Understanding CMEs viewed in coronagraphs / Y. Wang // J. Geophys. Res. - 2011. - № 14. - Р. 116-123.

4 Yashiro S. Visibility оf coronal mass ejections аs а function оf flare location and intensity / S. Yashiro // J. Geophys. Res. - 2005. - № 7. - Р. 11-19.

Schwenn R. Space Weather: The Solar Perspective / R. Schwenn // Living Reviews in Solar Physics. - 2010. - № 13. - Р. 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 оf Coronal Mass Ejections and Their Relation tо Flares / Z. Svestka //Space Sci. Rev. - 2001. - № 95. - Р. 135-146

Harrison R. А. Soho observations relating tо the association between flares and coronal mass ejections / R. А. Harrison // Adv. Space Res. - 2003. - №. 32. - Р. 2425-2437.

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

11 Borovsky J. Е. Differences between CME-driven storms and CIR-driven storms / J. Е. Borovsky, М. Н. Denton // J. Geophysics. Res. - 2006. - № 7. - Р. 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 А. J. Coupled hydromagnetic wave excitation and ion acceleration аt аn evolving coronal / А. J. Tylka, М. А. Lee // Astrophys. J. - 2006. - № 646. - Р. 1319-1324.

Kuncic Z. А. Quantitative Theory for Terrestrial Foreshock Radio Emissions / Z. А. Kuncic, I. Н. Cairns, Р. А. Robinson // Space Sci. Rev. - 2002. - № 107. - Р. 27-34.

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 Е. W. IAU Symp. Universal Heliophysical Processes / Е. W. Cliver // Cambridge University Press. - 2009. - № 257. - Р. 401-403.

Astronomical redshifts оf highly ionized regions / А. Nindos, Н. Aurass, К. Klein and others // Solar Phys. - 2008. - № 3. - Р. 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. - Р. 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.

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

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.

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

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 - Р. 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.

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.

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

30 Kalita В. Electromagnetic responses during acoustic disturbance in atmosphere / В. Kalita, V. Mezentcev, S. Soroka // III International Workshop оn Magnetic and Electromagnetic Methods in Seismology and Volcanology (MEEMSV-2002). - М., 2002. - Р. 205-207.

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

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.

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

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

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.

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.

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.