Звук і організми

Звук майже завжди супроводжує життя. для рослин, тварин і людини це один з факторів зовнішнього середовища. звуком називаються такі механічні коливання зовнішнього середовища, які сприймаються слуховим апаратом людини (від 16 до 20 000 коливань в секунду). Коливання більшої частоти називаються ультразвуком, меншою - інфразвуком.

Джерела коливання в природі найрізноманітніші. Інфразвуки видають море, обсипаються гірські породи, працюють гальма, деякі молюски, риби-інфразвуки виникають при польоті птахів. Звуки народжуються в різноманітних природних процесах, при роботі машин і механізмів, їх видають тварини, довільно і мимоволі. Ультразвуки виникають при вітрі, морському прибої, в лабораторних умовах, їх видають метелики, цикади, дельфіни та ін. Грозовий розряд і землетрус - майже універсальні природні джерела звукових коливань від інфразвуку до ультразвуку.

Звук для живого організму - це перш за все сигнал про що відбуваються навколо нього події. В основі дії звуку (будемо так для стислості називати весь діапазон коливань) на організм лежить поглинання ним енергії звукової хвилі. Якщо при поглинанні енергії звукової хвилі в організмі за рахунок цієї енергії відбуваються зміни, ми говоримо про енергетичному дії звуку. Таке, наприклад, дія потужного потоку ультразвукових хвиль на клітку: під впливом поглиненої енергії клітина як би вибухає і розвалюється на частини. Якщо ж поглинена звукова енергія дуже мала в порівнянні з енергією і характером відповідної дії живого об`єкта, ми говоримо про інформаційному дії звуку. Наприклад, шарудіння пробігають миші, досягнувши вуха кішки, викличе з її боку цілий ряд відповідних реакцій: вона насторожується, потягується, підкрадається і т. д. Всі ці дії здійснюються, звичайно, не за рахунок незначної в даному випадку енергії звуку.

Однак справа не завжди йде так просто. Наприклад, вплив музики на організм має далеко ще не з`ясовані біофізичну основу. Найчастіше в природі зустрічається інформаційне дію звуку. Воно можливо для тих істот, у яких в процесі еволюції виробилася здатність до утворення рефлекторних або умовно-рефлекторних зв`язків. У рослин немає нервової системи. Тому здатність до утворення таких зв`язків у них лише в зародку. Однак росичка і мімоза, наприклад, реагують на сильний звук, спрямований на їх лист. Мімоза реагує на звук внаслідок струсу повітря і слідом за ним листа (див. Ст. «рухи рослин»), Комахоїдна рослина росичка - З інших причин. Під дією сильного звуку, спрямованого на лист, вона складає його, як якщо б там знаходилося комаха. Причина такої реакції листа - тиск, вироблене сильним звуком. В цьому випадку основа його дії майже та ж, що і на спеціалізовані слухові пристрої у тварин.

У житті тварин інформаційне дію звуку відіграє величезну роль. Звук - це сигнал і про небезпеку, і про стан організму, і про характер його діяльності, і про направлення пошуку, сигнал загрози, заклик про допомогу і т. Д. Ультразвуковий діапазон успішно використовують летючі миші і дельфіни як засіб локації. Безперервно посилаючи в простір ультразвукові хвилі і ловлячи їх відображення, вони встановлюють положення свого тіла в просторі щодо навколишніх предметів і знаходять їжу. Дізнаючись сигнали тварин, людина іноді використовує їх в своїх цілях. Наприклад, за допомогою магнітофона, на стрічці якого записаний сигнал граків «Небезпека!», вдається очистити від них територію поблизу аеродромів, де скупчення цих птахів створює загрозу для злітають і сідають літаків. Якщо їх засмокче в сопла реактивних двигунів, станеться аварія.

Відео: Радянський фільм про вплив звуку на живі організми. Олексій Холопов

Однак у багатьох випадках неясно, маємо ми справу з інформаційним або енергетичним дією звуку. Слуховий апарат тварин пристосований, як правило, до сприйняття порівняно тихих звуків. Адже в природі гучні звуки рідкісні, шум відносно слабкий або нетривалий, раптово з`являється новий звук найчастіше слабкий. Таке поєднання звукових подразників дає тварині час, необхідне для оцінки їх характеру і формування відповідної реакції. Тому звуки великої потужності, зазвичай неприродні і зрідка природні (наприклад, при падінні метеорита, розряді блискавки, виверження вулкана), вражають слуховий апарат і нервові центри тварин. Наслідком цього може бути глухота, загальний шок. Якщо гучність звуку досить велика, він може викликати у тварини больові відчуття. Раптово виник звук, якщо він достатньо сильний в порівнянні з навколишнім звуковим фоном, може призвести до найнесподіваніших на перший погляд наслідків. Так, наприклад, у оленів і антилоп, що живуть в умовах підвищеної небезпеки, раптово виник звук може викликати навіть розрив серця або параліч кінцівок.

Тривалий шум несприятливо впливає на орган слуху, знижуючи чутливість до звуку. Він призводить до розладу діяльності серця, печінки, до виснаження і перенапруження мозкових клітин. Ослаблені клітини кори головного мозку не можуть досить чітко координувати роботу різних систем організму. Звідси виникають порушення їх діяльності.

Відео: Знищення організмом всіх інфекцій і абсолютне одужання Мова захована в білому шумі

Таким чином, незвичайність звукової інформації, до переробки якої організм не підготовлений в процесі еволюції, призводить до розладу органів слуху і пов`язаних з ним нервових центрів. Для організмів зі зниженим слуховим сприйняттям і невисоким рівнем розвитку нервових зв`язків (глухих тварин, нижчих комах і т. Д.) Наслідки звукового впливу незначні.

Пряме енергетичний вплив звуку в природі майже не зустрічається. Вивчати його дуже складно через підвищену чутливість слухового апарату до певного діапазону звукових хвиль. З`ясувати його безпосередня дія на організм можна, тільки відключивши або ізолювавши орган слуху. Тому вченим вдалося зробити лише розрізнені спостереження, як діють інфразвук і звук великої потужності (вати і десятки ват на квадратний сантиметр). Ця дія, як правило, вкрай несприятливо: проростання насіння затримується, у тварин порушується робота кровотворних органів, розвиток мікроорганізмів гальмується.

Відео: Територія помилок з Ігорем Прокопенко (HD 1080p)

Краще вивчено дію ультразвукових коливань, особливо великих частот (порядку десятків і сотень тисяч герц). Залежно від потужності звукового потоку, частоти коливань, тривалості впливу, природи і стану організму воно може бути стимулюючим, який гальмує, смертельним.

Так, при дії ультразвуку інтенсивністю 5-6 Вт / см², частотою 380 кГц протягом 2 хв у воді з відстійного басейну гинули майже все рослини і тварини - Циклопи, дафнії, діатомові водорості, коловертки, -Дрібні п`явки, великі водорості. При цьому раковини виявлялися продірявленими, вміст клітин роздробленим, а самі клітини розірваними. Це властивість ультразвуку застосовується іноді для стерилізації води, для очищення підводних споруд в портах і підводної частини кораблів від водоростей і черепашок. Однак деякі організми, наприклад сформувалися⁴ яйця аскарид, дивно стійкі до впливу ультразвуку. Це пояснюється тим, що газова прошарок в шкаралупі яйця майже повністю відображає звукову енергію.

Відео: Маріанської западини. Загадки Маріанської Западини

На насіння деяких рослин ультразвук надає стимулюючу дію. Сухі насіння кукурудзи опромінювали ультразвуком частотою 710 кГц, інтенсивністю 12 Вт / см² і потім пророщували. Виявилося, що енергія проростання у таких насіння багато вище, ніж у контрольних, вони швидше набухають. Як і у випадку з іншими організмами, міцна оболонка насіння знижує ступінь стимулюючого і гнітючої дії ультразвуку. Можна підібрати такі ультрачастоти, які будуть поглинатися майже повністю оболонкою насіння. У цьому випадку, якщо щільна оболонка є основною перешкодою для проростання насіння (у вишні, бруслини), дія ультразвуку призводить до прискореного проростання насіння.

Механізми дії ультразвуку на живі організми вкрай різноманітні. Це і миттєве утворення бульбашок газу в рідкій фазі клітини, що володіють вибуховим дією, і довільні розриви полімерних молекул білків і нуклеїнових кислот, і освіту вихрових потоків, до яких залучаються клітинні органели, і руйнування ферментів. Потрібно вивчати дію ультразвуку на живі організми, щоб направлено використовувати його в народному господарстві і щоб застосування ультразвуку в техніці було безпечним для людини.