Космічна погода і бджільництво

Наростаючий загальний інтерес до проблеми сонячно-земних зв`язків викликаний багатьма причинами. Перш за все виявилося велике прикладне значення цієї проблеми для радіозв`язку, магнітної навігації, безпеки космічних польотів, прогнозування погоди, розвитку біології, медицини і т.д. Ми сьогодні розуміємо, що сонячна активність, як головне джерело космічної погоди, може негативно впливати не тільки на технологічні, але і на екологічні та біологічні системи, включаючи організм, здоров`я і всі види діяльності людини. Біосфера, особливо люди і тваринний світ, дуже чутливі до сонячної і геомагнітної активності і змін в них. Згідно «Шкалою космічної погоди для геомагнітних бур», розробленою Національною океанографічної і атмосферної адміністрацією США (NOAA), негативні ефекти магнітних бур на тварин починають відчуватися вже на рівні геомагнітної бурі класу G1 (максимум G5) і ці ефекти стають яскраво вираженими при більш сильних збурень магнітного поля Землі.

Так як всі живі організми знаходяться під безпосереднім контролем природних магнітних полів, то всі процеси, що впливають на ці поля (зміни сонячної активності, сонячні спалахи, варіації в сонячному вітрі, сонячні корональні викиди маси, обурення геомагнітного поля, або геомагнітні бурі і т.д .) будуть побічно або безпосередньо впливати на них і тривожити. Результати досліджень відомого вченого Гоулда (J.L.Gould) показують, що поштові голуби і медоносні бджоли, а імовірно, і акули, і різні бактерії реагують на магнітне поле Землі і його зміни. Так, поштові голуби в умовах з обуреної геомагнітної обстановки часто плутають напрямок по дорозі додому. Як було виявлено цим ученим з колегами, медоносна бджола чутлива до магнітних полів: її відомий виляє танець змінюється, коли експериментатори екранують її від магнітного поля Землі. Дослідження показали, що при обуренні магнітного поля Землі (геомагнітне обурення) орієнтація танцю може мати помилки в 20% випадків. Рої також показують успадкований ефект магнітного поля: вони незмінно будують стільники, орієнтовані в тому ж напрямку, що і в батьківському гнізді. Помічено, мешканки вулика залишали в паніці гніздо за кілька хвилин до землетрусу і поверталися лише через 15 хвилин після нього.

Відео: Крайнощі космічної погоди 1 серія Венера

З метою вивчення можливого впливу космічної погоди (періодичних змін сонячної і геомагнітної активності, а також окремих сонячних енергійних подій і викликаних цими подіями геомагнітних штормів) на бджіл і виробництво меду ми зібрали дані по різних регіонах світу з розвиненим бджільництвом (Росія, Європа, Канада і т.д.) і по ряду районів Азербайджану.

Особливу увагу ми приділяли аналізу всесвітніх даних виробництва меду (1975-2001 рр.), Які мають надійну статистику і, на нашу думку, відображають можливе глобальний вплив космічної погоди. Оскільки Канада вважається одним з геомагнітної несприятливих місць, в сенсі прямого і потенційного впливу космічної погоди (високі широти, безпосередня близькість до магнітного полюса, де енергійні частинки можуть легко проникнути в нижні шари атмосфери уздовж майже перпендикулярних геомагнітних силових ліній) на біологічні системи, ми звернули особливу увагу на зміни чисельності сімей бджіл в цій країні.

Відео: Космічна Погода. Магнітна Буря в ЧЕРВНІ 2016

Проведений математичний аналіз (спектральний Фур`є-аналіз) показав існування стійкої 12-річної періодичності в медозборі. Дані охоплюють 27 років, тобто 2,5 11-річних квазіперіода активності Сонця (11 років - це середнє значення періоду-фактичне значення коливається від 9 до 12,75 років). Як бачимо (рис. 1), ці значення досить близькі один до одного і до 12,5-літнього періоду ступеня зміни магнітного поля Землі. Аналіз даних показав наявність 6 і 4-річних періодів, також спостерігаються (у вигляді квазіперіодов) в змінах збуреності магнітного поля Землі і деякі механізми прояви сонячної активності. Відзначено другий 12-річний період зміни медозбору, зрушений щодо основного на 1,5 року.

Криві (так звані Фур`є-криві), відповідні знайденим періодам, і крива медопродуктивности сімей наведені на малюнку 1 в довільних одиницях. Для розуміння їх взаємозв`язку необхідний облік таких астрономічних факторів: 1) прямий вплив зміни активності Сонця- 2) вплив зміни активності Сонця на стан магнітного поля Землі, а потім збурень геомагнітного поля на поведінку і самопочуття бджіл- 3) складний характер зміни збуреності магнітного поля Землі і його вплив на поведінку бджіл. Облік всіх цих факторів досить добре, на наш погляд, пояснює розмір медозбору бджіл.

Таким чином, величина медозбору значно збільшується в роки, коли мінімуми сонячної і геомагнітної активності приблизно збігаються (1975-1978, 1986-1989, 1995-1998 рр., Рис. 2) - число плям на Сонці ілюструє зміна його активності (чим більше плям , тим вище активність Сонця). Як правило, роки максимального медозбору розташовані між максимумами геомагнітної активності в фазах посилення або ослаблення (що належать до різних сусіднім сонячним циклам) 11-річного циклу сонячної активності. Щодо істотний мінімальний медозбір зазвичай доводиться на роки антизбігів (тобто збігу максимуму одній кривій з мінімумом іншої) сонячних і геомагнітних активностей, наприклад 1980 г. Потім починається тривалий, приблизно 10-11-річний ріст медозбору (відзначається вторинний, але неглибокий мінімум) до наступного антизбігів в 1992 р і далі процес повторюється. Оскільки сонячний 11-річний цикл є квазіпериодичним процесом (наприклад, сонячні цикли №20, 21 і 22 мали такі тривалості: 11,67- 10,25 і 9,75 років відповідно) з різними довжинами фаз росту (посилення) і спаду (ослаблення ) сонячної активності, то було б нерозумним очікувати точного збігу отриманих кривих, що описують медозбір і зміни геліогеофізичних ситуацій в межах довгого періоду часу. Адже порівняння йде зі строго періодичними Фур`є-кривими, обчисленими на основі Фур`є-аналізу кривих сонячної і геомагнітної активності.

Створюється враження, що кожен новий «імпульс» (підвищення) в геомагнітної активності призводить до свого роду поштовху в збільшенні збору меду бджолами, правда, з інерцією в один або два роки. Геомагнітна активність з відносно малою амплітудою стає, на нашу думку, причиною істотного зростання медозбору (більш імовірно, через стимулюючого ефекту геомагнітних збурень щодо самих бджіл), в той час як більш сильні обурення ведуть до слабкого збільшення цього показника (негативний вплив сильних геомагнітних бур на біологічні системи).

Ми припускаємо, що геомагнітні збурення впливають на бджіл за допомогою механізму магнеторецепторов. Як було показано Френкелем, Уолкером, Деннісом і Кіршвінка (R.B.Frankel, M.M.Walker, T.E.Dennis, J.L.Kirschvink), деякі тварини мають спеціальним набором неврологічних рецепторів, що містять малюсінькі кристали магнетиту, які дозволяють їм відчувати і орієнтуватися в геомагнитном поле. Ці кристали знайдені в деяких бактеріях (наприклад, Aquaspirillum magnetotacticum), у термітів, у мозку деяких птахів і навіть людей. Вважається, що вони відповідальні за магнеторецепторний механізм і дозволяють відчути полярність або нахил магнітного поля Землі. Так, голуби та інші мігруючі тварини (дельфіни і кити) мають внутрішні біологічні компаси, що складаються з мінерального магнетиту, обгорненого вузлами нервових осередків.

Десойл (M.Desoil) та інші вчені показали, що бджоли також мають магнетити (рис. 3) нанорозміру і поперек орієнтований феромагнітний матеріал (мінерал) з хімічною формулою Fe₃O₄ (Магнітні рецептори, пов`язані з їх нервовими системами) в передній частині черевця ( «відносно великі» частки магнетиту розміром більше ніж 30 нанометрів), в трофоцити і, ймовірно, частки магнетиту меншого розміру (розмір, який можна порівняти з ядрами феритину) в голові і грудної клітці. Навіть слабкі зміни зовнішнього (геомагнітного) поля, взаємодіючи з цими кристалами, відчуваються бджолою і допомагають їй орієнтуватися. Однак сильні обурення зовнішнього магнітного поля можуть збити налаштування цього природного компаса, а можливо, і негативно позначитися на загальному самопочутті комахи.

Ми розглядаємо медоносних бджіл як біологічний об`єкт, який діє як відкрита нелінійна система, що знаходиться в стані нестійкої динамічної рівноваги. Перехід цієї системи в інший стан (критичне або зі зруйнованим ритмом) можливий навіть у разі дуже слабкого зовнішнього впливу, що має рівень шуму і діє як збій ритму. Будь-які зміни природного електромагнітного поля (геомагнітного поля), викликані сонячними джерелами (спалаху, корональні викиди маси, сонячний вітер і т.д.), можуть грати роль одного з цих зовнішніх факторів. Залежно від їх сили або рівня бджоли поводяться по-різному, що в свою чергу відбивається на рівні їх медопродуктивности. Оскільки пасіки, як правило, розташовані в місцях досить віддалених від міських інфраструктур і джерел техногенного шуму, то дія останніх буде менше, ніж вплив космічної погоди.

Присутність супермагнітних частинок, ізольованих від магнетиту (типу знайденого в черевці медоносних бджіл), дозволяє швидко реагувати на зміни магнітного поля під час польоту бджоли. Магнітний момент, очевидно, виникає ще на стадії лялечки і зберігається у дорослої комахи.

Ми також поставили завдання встановити зв`язок між космічною погодою і середнім числом родин на пасіках. Для цього скористалися канадської базою даних. Результати Фур`є-аналізу (рис. 4) показують, що зміни середнього числа сімей на пасіках також мають 12-річну періодичність. Їх число збільшується в роки максимуму сонячного циклу. Таке зростання швидше за все пов`язаний з впливом сонячної активності на фізіологію бджіл. Зростання сонячної активності і можливі зміни в імунній системі бджіл, менш інтенсивні космічні промені і слабкі електронні потоки в періоди максимуму сонячної активності, а також зв`язок між галактичних космічними променями і формуванням низьких хмар і т.д. можуть стати додатковими механізмами при поясненні цієї картини.

Кліматичні умови, поступові і / або різкі зміни кліматичних умов і їх вплив на бджіл і медоносних рослинність в досліджуваних регіонах і в світовому масштабі повинні бути прийняті до уваги при проведенні подальших досліджень. Бази наукових даних і спостереження, зроблені окремими бджолярами, а також дані щодо кількості опадів і числу періодів засух, які впливають безпосередньо на медозбір, повинні бути залучені в ці дослідження з урахуванням особливостей конкретних регіонів. Так, в Азербайджані має бути прийнято до уваги, що сіра гірська кавказька порода має найдовший хоботок в порівнянні з іншими, не схильна до надмірного роїння і створює сильні сім`ї.

Таким чином, дослідження показали, що на медопродуктивность бджіл більш істотно впливають геомагнітні збурення, ніж сонячна активність, в той час як середнє число сімей на пасіках залежить від змін сонячної активності. Відносно невеликі зміни в геомагнітної активності (слабкі та помірні геомагнітні бурі при фазах посилення або ослаблення 11-річної сонячної активності) роблять позитивний стимулюючий вплив на здоров`я бджіл, в той час як сильні геомагнітні збурення, які, як правило, припадають на роки сонячного максимуму, впливають негативно. Найбільш ймовірно, що спонукає до роботи збудження бджіл відбувається через механізм фізіологічної відповіді їх на зміни геомагнітного поля (флуктуацій геомагнітного поля) за допомогою магнітних рецепторів, що роблять їх більш рухливими. Вважаємо, що медоносні бджоли чутливі до геомагнітного поля і його змін і вони управляються цим полем за допомогою магнетитів, розташованих в їх черевці.

Результати математичного аналізу вказують на наявність явних 12- та 6-річних периодичностей в медозборі, швидше за все пов`язаних з варіаціями в сонячній і геомагнітної активності.

Відео: Крайнощі космічної погоди 2 серія: Найпотужніший ураган в Сонячній системі

Методика прогнозу медозбору в Азербайджані з урахуванням впливу космічної погоди розвинена і обгрунтована. Прогнози, дані авторами про очікуваний низький рівень цього показника в 2004 і 2005 рр., Підтвердилися. Наші результати дозволили передбачити поступове підвищення збору меду, починаючи з 2006 р - це рік мінімуму сонячної активності поточного сонячного циклу №23 і мінімуму геомагнітної активності. Результати цих досліджень можуть бути використані при плануванні розвитку галузі.

Автори висловлюють глибоку подяку колегам з Азербайджану А.Б.Аскерову, А.М.Халілову, Ю.А.Гуліеву і Т.Г.Гаджіеву за надання бази даних, обговорення, консультації і допомогу.

Відео: Найсильніша гроза - МКС (лінія шквалів) Lviv region

Е.С.БАБАЕВ,
Ф.Р.МУСТАФА, П.Н.ШУСТАРЕВ

Шамахінская астрофізична обсерваторія ім. Н.Тусі,
Національна академія наук Азербайджану
shao.az, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. У вас повинен бути включений jаvascript для перегляду.

Поділися в соц мережах:

Увага, тільки СЬОГОДНІ!

Схожі