Введение
Экологические факторы, разнообразны как по своей природе, так и по своему действию на живые организмы. К важнейшим и соответственно хорошо изученным экологическим факторам относятся температура, радиация, свет. К менее изученным, но не менее важным факторам физической природы относят магнитные поля (МП) как естественного, так и искусственного происхождения [1].
В последнее время интерес исследователей к таким физическим факторам как переменные магнитные поля (ПеМП) повсеместно растет ввиду широкого использования в быту и производстве различных электротехнических приборов, электронных средств связи, линий электропередач и т.д.
Материал и методика исследований
Исследования биологической активности переменных магнитных полей уже длительное время ведутся в Кабардино-Балкарском госуниверситете им. Х.М. Бербекова. На базе кафедры биологии, геоэкологии и молекулярно-генетических основ живых систем изучается действие магнитных полей на такую хорошо изученную и широко используемую в исследованиях тест-систему как дрозофила меланогастер. Для учебных и научных целей культивируются лабораторные линий Drosophila melanogaster как дикого типа, так и различных мутантных форм.
В эксперименте по детекции биологической активности магнитных полей были использованы следующие линии Drosophila melanogaster:
- Canton-S, C-S. Дикий тип. Дикий тип. Серое тело, темно-красные глаза. Нормальные прямые крылья;
- Dumpy, dp — Короткокрылый. На груди воронкообразные углубления;
- Ebony, e. Черный цвет тела;
- Vestigial, vg. Зачаточнокрылый. Крылья и жужжальца зачаточные;
- White, w. Белоглазый. Глаза белые, глазки, мальпигиевы сосуды и семенники бесцветны;
- White apricot (wa) — абрикосовые глаза.
По степени изученности, четкости проявления и легкости классификации мутанты дрозофилы расклассифицированы Бриджесом на пять категорий. Все линии дрозофилы используемые в наших исследования в качестве тест-систем относятся к первой категории — мутанты, наиболее изученные и интенсивно используемые в исследованиях, с четкой классификацией, хорошей жизнеспособностью и точной локализацией [3].
В ходе постановки эксперимента для изучения влияния переменных магнитных полей были сформированы опытный и контрольный варианты. В опытном варианте частота магнитного поля составляла 50 Гц, напряженность 15 мА/м. В контрольном варианте линии содержались в условиях без МП. Все шесть линий опытного и контрольного вариантов были заложены в 4-кратной повторности. В каждую пробирку с питательной средой помещали по 4 взрослых самки и самца. Пробирки с мухами обоих опытных вариантов помещали в катушку индуктивности представляющую собой полый цилиндр с обмоткой. Экспозиция в МП длилась 36 часов. В последующем анализу подвергалось первое поколение от облученных таким образом мух.
В полученном потомстве учитывали такие показатели как соотношение самцов и самок, количество куколок и общее число вылетевших имаго, наследование некоторых морфологических признаков.
При оценке достоверности полученных данных использовали критерий Фишера [2].
Результаты и их обсуждение
Для детекции биологической активности переменных магнитных полей на плодовой мушке нами были изучены морфологические изменения возникающие в первом поколении мух от родителей обработанных магнитным полем.



Кроме морфологических особенностей в эксперименте мы исследовали репродуктивную способность, жизнеспособность, соотношение полов в опытном и контрольном вариантах.
Репродуктивную способность дрозофилы определяли на 9-10 день по числу куколок (пупариев) в одной пробирке от 4-х пар мух определенного возраста. Жизнеспособность дрозофилы оценивали по проценту пупариев, из которых вышли имаго дрозофилы, относительно общего количества пупариев. Эта величина может служить критерием жизнеспособности куколок дрозофилы.
В эксперименте по выявлению биологической активности магнитных полей мы использовали частоту поля 50 Гц, с напряженностью 15 мА/м.
Распределение мух первого поколения по соотношению полов в опытном и контрольном вариантах близко к ожидаемому 1:1 (таблица 1).
Цифровые данные, полученные в ходе анализа потомства F1 по признаку репродуктивной способности свидетельствуют о некотором ее повышении в опытном варианте относительно контроля, особенно в линиях C-S и Dp — 328 и 304 куколки соответственно.
Кроме репродуктивной способности определяли также жизнеспособности куколок дрозофилы. По количеству вылетевших имаго в контрольном варианте наименьшие показатели у линий vestigial и white — 61,9% и 65,9% соответственно (таблица 1).
В опытном варианте более чувствительными к изучаемому фактору оказались линии vestigial и white, white apricot — 44,6%; 42,1% и 40,6% соответственно. Разница между опытом и контролем по данному признаку статистически достоверна.
Линия | ♀ | ♂ | Σ | Количество куколок | % вылетевших мух |
опыт | |||||
C-S | 106 | 105 | 211 | 328 | 64,3 |
Dp | 86 | 79 | 165 | 304 | 54,3 |
e | 98 | 94 | 192 | 273 | 70,3 |
Vg | 68 | 55 | 123 | 276 | 44,6 |
W | 68 | 49 | 117 | 278 | 42,1 |
Wa | 64 | 55 | 119 | 293 | 40,6 |
контроль | |||||
C-S | 96 | 103 | 201 | 245 | 82,0 |
Dp | 95 | 84 | 179 | 227 | 78,9 |
e | 72 | 81 | 153 | 203 | 75,4 |
Vg | 57 | 42 | 99 | 160 | 61,9 |
W | 60 | 48 | 108 | 164 | 65,9 |
Wa | 78 | 71 | 149 | 204 | 73,0 |
Кроме соотношения полов, репродуктивной способности и жизнеспособности нами был проанализирован фактический материал и по наследованию морфологии крыльев (таблица 2).
Как видно из данных таблицы 2 выход мух первого поколения с измененной морфологией крыльев отмечен во всех линиях опытного варианта, кроме линий Canton-S и white. Были отмечены особи с отсутствием одного крыла, со сморщенными и удлиненными крылья в линии Vg для которой нормальными являются зачаточные крылья.
В контрольном варианте по данному признаку зафиксировано одно событие в линии Canton-S.
линии | Крыловые мутации | ||||||
контроль | отсутствие крыла | сморщенные крылья | удлиненные крылья | ||||
C-s | ♀ | ♂ | ♀ | ♂ | ♀ | ♂ | |
Dp | |||||||
e | |||||||
Vg | |||||||
W | |||||||
Wa | 1 | ||||||
опыт | C-s | ||||||
Dp | 1 | 2 | |||||
e | 2 | ||||||
Vg | 4 | 7 | |||||
W | |||||||
Wa | 2 |
Выводы
- Переменные магнитные поля с частотой 50 Гц не оказывают существенного влияния на распределение полов у изученных линий.
- Более чувствительными к магнитному полю по признаку жизнеспособности оказались линии vestigial и white, white apricot.
- Наибольший выход особей с измененной морфологией крыла под воздействием магнитного поля отмечен в линиях dumpy, ebony,vestigial и white apricot.
- Изучена возможность использования Drosophila melanogaster в качестве тест-системы, для первичной индикации влияния переменных магнитных полей на биологические объекты, с целью выработки рекомендаций по безопасному их использованию в деятельности человека.