Космические факторы гравитации и жизнь на Земле

Человек, как и многие виды живых существ на Земле, в процессе эволюционного развития создал собственную внутреннюю среду (гомеостаз) и этим самым приобрел относительную независимость от внешней среды обитания.

Постоянство внутренней среды повысило адаптационные резервы организма и в какой-то мере освободило его от влияния физических и химических факторов окружающей природы.

В современном обществе человек все чаще пользуется благами цивилизации, которая предоставляет ему комфортную температуру, избавляет от тяжкого физического труда и так далее.

Постоянство сил земного тяготения, малое колебание атмосферного давления и привычный ритм смены явлений природы принимаются нами как должное: есть день, значит, будет ночь, есть зима, значит, впереди лето и т. д. Ко всему этому приспособлен весь органический мир планеты. Смена сезонов года вполне адекватна и для нашего организма, который настолько адаптирован к этому ритму, что здоровый человек не испытывает нарушений в самочувствии в преддверии очередной сезонной метаморфозы природы. Казалось бы, окружающий физический мир не имеет для нашего существования столь уж существенного значения.

Но это лишь на первый взгляд. Вот что об этом пишут биологи: «Фундаментальные факты биологии говорят о том, что внешняя среда это не фон, на котором разыгрывается драма жизни, а необходимая составная часть организма». На Международном симпозиуме в Москве «Космос и эволюция органического мира» были представлены убедительные научные данные, подтверждающие участие космических факторов в эволюционном развитии.

В настоящий период к кругу факторов внешней среды живых организмов стали относить солнечную активность, магнитное и электрическое поле, радиоволны, ионизирующую радиацию, а также гравитационное поле Земли.

Значительным вкладом в развитие представлений о влиянии космических факторов на жизнь в биосфере Земли стали труды известного нашего ученого А. Л. Чижевского. Автор установил, что темпы размножения организмов зависят от периодики солнечной активности. Он обнаружил тесную связь между общей смертностью на Земле и деятельностью Солнца. Догадки о подобной зависимости мы можем увидеть и в древней науке - «астрологической медицине».

А. Л. Чижевский по этому поводу писал: «...Это влияние - инфлюэнция, как говорили римляне, обусловливает собой состояние организма как во время здоровья, так и болезни. И в современной инфлюэнции слышится отголосок магической связи между явлениями природы и человеческим организмом».

Значительный интерес могут представить также наблюдения за урожаем зерновых культур, которые охватывают столетние наблюдения и свидетельствуют о повышении урожайности в периоды высокой солнечной активности.

Тесная взаимосвязь растительного и животного мира с движением планеты и солнечной активностью наиболее ярко проявляет себя в суточной ритмике функций. Вращение Земли вокруг своей оси создает повторяющийся ритм света, температуры, барометрического давления, космической радиации, гравитации и так далее.

Удивительное состоит в том, что все живое на планете Земля тоже имеет собственный суточный биологический ритм («биологические часы»). Сегодня известно более 100 отдельных функций в организме человека и живых существ, которые имеют ритмичный, волнообразный характер изменений в течение суток. Колебания происходят от «минимума» значений до «максимума», интервал между двумя вершинами максимального уровня принято называть циклом. Внутренние биологические суточные ритмы всех живых организмов называют циркадными (лат. «цирка» - около). Они не полностью совпадают с сутками.

Существует большое количество ритмов, которые полностью зависимы от изменения окружающей среды (экзогенные ритмы), тогда как эндогенные ритмы «работают» в организме автономно. К ним относятся ритмы сердцебиений, дыхания, бронхиальной проходимости (тонус бронхов), артериального давления и так далее. Исследователи полагают, что биологический ритм в живой природе возник в ходе эволюционного развития под влиянием окружающей среды. Здесь можно вспомнить высказывание Леонардо да Винчи, который, характеризуя место человека в природе, писал: «Человек является моделью мира».

Эндогенные ритмы функционируют в организме человека и животных независимо от ритмов внешней среды. Тем не менее такие факторы, как свет, гелиофизические явления, выступают в качестве синхронизаторов этих процессов. При срывах согласованности эндогенной суточной ритмики с ритмом внешней среды - обстоятельства, которые наблюдаются у летчиков, космонавтов, у людей, путешествующих в широтном направлении, у работающих в ночных сменах, - возникают болезненные синдромы. Наблюдается бессонница, резко снижается трудоспособность и т. д.

Открытие суточной ритмики физиологических процессов в организме человека явилось важным событием для клиники. По данным Р. М. Заславской, более опасные изменения в системе гемокоагуляции, электролитах крови и сердечно-сосудистые кризы наблюдаются в определенное время суток (главным образом в ночные часы). Эти данные позволили автору рекомендовать научно обоснованную тактику лечения пациентов, страдающих заболеваниями сердца, с учетом суточной ритмики физиологических функций.

Так, например, наиболее выраженные изменения в свертывающей системе крови в виде увеличения ее тромботического потенциала у больных инфарктом миокарда были обнаружены в вечерние и ранне-ночные часы. В целях устранения этих опасных сдвигов в «текучести» крови целесообразным оказалось применение антикоагулянтов (средств, разжижающих кровь) прямого действия (гепарина и др.), которые могут устранять эти нарушения при их использовании многократно в течение суток под контролем лабораторных показателей. В то же время препараты типа фенилина (антикоагулянты непрямого действия) в этих ситуациях оказались малоэффективными (их трудно дозировать без учета суточных колебаний в свертывании крови).

В остром периоде инфаркта миокарда часто возникают внезапные нарушения ритма, которые без энергичной и своевременной терапии могут быть фатальными для больного. Как показали Р. М. Заславская и другие авторы, в основе этих нарушений ритма лежат электролитные нарушения. Оказалось, например, что дефицит калия достигает своей кульминации в организме больного инфарктом миокарда к 2 часам ночи. Вот почему больным инфарктом миокарда следует принимать калиевые препараты не днем, а в ночные часы, это помогает предупредить опасные нарушения ритма при инфаркте миокарда.

Можно говорить о том, что многие физиологические функции человека и животных «откалиброваны» к движению нашей планеты вокруг своей оси. В современной науке все более утверждаются идеи тесной взаимосвязи космических факторов внешей среды с организмом человека. Наиболее образно эту мысль выразил сам A. Л. Чижевский: «Не Земля, а космическое пространство становится нашей родиной».

Клинические и экспериментальные данные показывают неодинаковую чувствительность человека и животных к лекарственным препаратам в разное время суток. Так, например, введение яда (эндотоксина) в организм животного в конце фазы покоя вызывает летальный исход у 80%, а при введении той же дозы в середине фазы активности суточного ритма — менее 20%. У человека эффект обезболивания от введения лекарств (порог чувствительности) значительно различается в течение суток.

В зарубежной литературе уделяется много внимания подсчетам индивидуального биоритма для определения прогнозов физической и интеллектуальной трудоспособности человека. Расчеты эти основаны на теории Г. Свободы и В. Флейса, согласно которой жизнь каждого человека со дня рождения протекает в соответствии с тремя циклами (физический, интеллектуальный, эмоциональный) определенной продолжительности. И хотя прогнозы этих расчетов весьма сомнительны, некоторые зарубежные фирмы, в частности Японии, выпустили «астрологические часы» для определения инднвидуального биоритма. Подобные «скороспелые» шаги в большей мере продиктованы интересами бизнеса, чем глубокими научными знаниями. Однако дальнейшее развитие и интеграция фундаментальных наук могут способствовать углублению нашего понимания этого вопроса. Наверное, в будущем мы сможем ответить на вопрос, заданный некогда древнегреческим поэтом Архилохом: «Познай, какой ритм владеет людьми».

Продолжая обсуждение проблемы влияния космических факторов на организм человека, нельзя не сказать о природе наиболее существенного из них - гравитации.

Сила тяготения является по сей день самой таинственной из всех сил природы. Попытки выделить субстраты, или материальные частицы, - «гравитоны» и «антигравитоны» для ее объяснения оказались тщетными.

Гравитация (от латинского слова - gravitas) означает «тяжесть». О гравитационных силах известно следующее: они сообщают всем телам ускорение свободного падения. При отсутствии сопротивления воздуха все тела падают на Землю, ускоряясь в одном и том же темпе (совершенно одинаково). Гравитационные силы передаются через абсолютно любые тела, для них не существует никаких преград. Сведения о гравитации получены при экспериментальных исследованиях, начало которым положил еще Галилей, изучая скорость падения различных шаров с Пизанской башни. Догадки о существовании таких сил были известны не только экспериментаторам. Вот что писал Лукреций Кар в поэме «О природе вящей» (I век до нашей эры): «Должно поэтому все, проносясь в пустоте без препятствий, равную скорость иметь, несмотря на различие в весе».

Закон всемирного тяготения, характеризующий свойства этих сил, был открыт Исааком Ньютоном (1656 год).

Закон Ньютона гласит: два тела действуют друг на друга с силой, прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. Гравитационные силы достигают огромных значений, когда взаимодействуют тела с большими массами (звезды, Луна, планеты, Земля).

Сила тяжести должна убывать по мере удаления предмета от центра Земли. Приводим пример из книги Я. И. Перельмана «Занимательная физика», «Если бы мы подняли килограммовую гирю на высоту 6400 км, т. е. удалили бы от центра земного шара на 2 его радиуса, то сила притяжения ослабла бы в 22 раза, то есть в 4 раза, а гиря на пружинном безмене «весила» бы всего 250 г вместо 1000».

На земной поверхности все предметы имеют свой вес, обусловленный гравитационным полем и точкой опоры. При отсутствии точки опоры (в период падения на Землю) даже самое тяжелое тело становится невесомым в течение всего периода, когда оно падает. Близкое к невесомости состояние человек может испытывать в скоростном лифте, когда пол начинает опускаться под ногами и в первые секунды тело находится как бы в состоянии падения. Аналогичные ощущения могут возникать и во время посадки самолета.

Неровный рельеф, наличие гор, котлованов, некоторая "сплющенность" нашей планеты с полюсов, выпуклость океанов в результате притяжения Солнца позволяют говорить о неодинаковом расстоянии различных участков Земли до ее центра. Вот почему наблюдается определенное различие во влиянии гравитационных сил на те или другие тела и предметы, находящиеся на ее поверхности. Так, например, сила тяжести на земной поверхности изменяется от экватора к полюсам и возрастает на полюсе приблизительно на 0,5%. По некоторым данным, сила притяжения изменяется в различных районах Земли в пределах 5%.

Как уже было отмечено, планетарная сила тяжести на Земле неоднозначна. Она зависит и от геологических масс, залегающих в ее недрах. В этой связи расчетная величина земного притяжения может отличаться от показателя гравиметра. Разницу между этими двумя величинами принято называть аномалиями силы тяжести.

Положительное значение аномалии силы тяжести обнаружено на Гавайских островах, отрицательный знак зарегистрирован в Пуэрто-Рико.

В.  И. Слуцкий и соавторы привлекли внимание исследователей к «плато» с повышенной гравитацией на территории Азербайджана. Это послужило поводом для изучения авторами взаимосвязи между болезнями человека и аномалиями силы тяжести.

Гаврилова Н. В.

Похожие публикации

Электронный мозг производства

Как гравитация влияет на эволюцию жизни

Боги в синих халатах