manyetobiyoloji

Bu makale biyoloji ile ilgili bir taslaktır .

İlgili projelerin tavsiyelerine göre bilginizi geliştirerek ( nasıl ? ) paylaşabilirsiniz .

Magnétobiologie manyetik alanların biyolojik etkileri üzerine yapılan çalışmadır. Bunlar genellikle doku ısınmasına neden olmayan zayıf statik ve düşük frekanslı manyetik alanlardır. Manyetobiyoloji bazen biyoelektromanyetiklerin bir alt kümesi olarak kabul edilir (biyoelektromanyetizma veya biyomanyetizma, biyolojik organizmalar tarafından elektromanyetik ve manyetik alanların üretiminin incelenmesidir. Organizmalar tarafından manyetik alanların saptanması manyeto-algı olarak bilinir.

Manyetobiyolojik etkilerin özellikleri

Termal etkilerden açıkça farklı olarak, hala tam olarak bilinmemekte ve anlaşılmamaktadırlar; genellikle alternatif manyetik alanlar için ve sadece belirli frekans ve genlik aralıklarında gözlemlenirler.
Aynı anda mevcut olan manyetik veya statik elektrik alanlarına ve aynı zamanda polarizasyonlarına bağlıdırlar .

Yaklaşık 0,1 militesla'dan (veya 1 gauss ) daha az ve yaklaşık 100 Hz'lik bir frekansa sahip zayıf düşük frekanslı manyetik alanların biyolojik etkileri, bir fizik sorunu teşkil eder. Bu etkiler gerçekten paradoksal görünmektedir, çünkü bu elektromanyetik alanların enerjisinin kuantumu, temel bir kimyasal hareketin enerji ölçeğinden birkaç değer daha düşüktür . Alanın yoğunluğu biyolojik dokularda hissedilir bir ısınmaya neden olmak ya da indüklenen elektrik akımları ile sinirleri tahriş etmek için yeterli değildir ve diğer etkilerin nedenleri/mekanizmaları hala tam olarak anlaşılamamıştır.

Manyetobiyolojik etki örnekleri

Sıklıkla alıntılanan bir örnek, birçok göç eden hayvanın , manyeto-alma kullanarak Dünya'nın manyetik alanını tespit etme yeteneğidir .

Bu yetenekler, birçok hayvan türünde ve özellikle belirli kuşlarda, deniz kaplumbağalarında , sürüngenlerde ve amfibilerde ve hatta jeomanyetik alandaki ve manyetik yön değiştirme eğilimindeki ince değişiklikleri tespit edebilen salmonoid balıklarda tespit edilmiştir. mevsimsel yaşam alanları. "Eğimli pusula" kullandıkları söyleniyor. Bazı kabuklular (örneğin ıstakoz ), kemikli balıklar, böcekler ve memeliler bir "kutuplu pusula" kullanır. Gelen salyangoz ve kıkırdaklı balıklar (örneğin köpekbalığı ), kullandıkları pusulanın tipi henüz bilinmemektedir . Diğer omurgalılar ve eklembacaklılar hakkında çok az şey bilinmektedir . Algıları onlarca nanoteslas .

manyetoresepsiyon

Canlı bir organizmanın (fauna, flora, mantar, bakteri, arke, vb.) bir manyetik uyarana tepki vermesi için bir manyeto-alma kapasitesi (özel bir reseptör aracılığıyla veya değil) gereklidir. Manyetik uyarana aracılık eden birincil süreci açıklamak için birkaç nörobiyolojik model (bazıları için özel değildir) önerilmiştir :

  1. ortam manyetik alanının bir fonksiyonu olarak radikal çiftlerinin yönüne özgü etkileşimleri içeren radikal çift mekanizması ; Radikal çiftin mekanizmasına göre, fotopigmentler bir fotonu emer , bu da onu singlet durumuna yükseltir . Antiparalel spinli singlet radikal çiftleri oluştururlar ve singlet-triplet interconversion ile paralel spinli triplet çiftlerine dönüşebilirler. Manyetik alan, dönme durumları arasındaki geçişi değiştirdiğinden, üçlülerin miktarı, fotopigmentin manyetik alanda nasıl hizalandığına bağlıdır. Kriptokrom bir Photopigments sınıfı bitki dünyasında keşfedilmiştir ve ilgili photolyases "alıcı" moleküller olabilir;
  2. dokulardaki manyetit gibi kalıcı manyetik malzemeleri (demir içeren) içeren işlemler. Manyetit modeli , 1970'lerde belirli bakterilerde tek alanlı manyetit zincirlerinin keşfiyle ortaya çıktı . Histolojik kanıtlar , tüm ana filumlara ait , ancak farklı konum ve özelliklere sahip çok sayıda türde bulunmuştur ; örneğin, arılarda karnın ön kısmında manyetik malzeme bulunurken, omurgalılarda esas olarak başın etmoid bölgesinde bulunur. Deneyler, kuşlarda ve balıklarda manyetit bazlı reseptörlerin girişinin oftalmik sinir dalı üzerinden trigeminal sinirden merkezi sinir sistemine gönderildiğini kanıtlıyor; ferrimagnétisme açıkça bazı gösterilmiştir göçmen kuşlar ve bakteriyel magnetotaxis açıklayan (bu onların tek yönlendirmek yolu olmasa da);
  3. Sıvı suyun fizikokimyasal özelliklerinde manyetik olarak indüklenen değişiklikler;
  4. belirli protein kompleksleri içindeki belirli moleküllerin kısa, orta veya uzun vadeli rotasyon durumlarındaki değişiklikler.
  5. indüksiyon fenomeni; yüksek iletkenliğe sahip bir çevre ortamı ( deniz suyu ) sayesinde sonunda deniz hayvanları için geçerli olacaktır , ancak bu model için kanıtlar eksiktir.

Bitki dünyasında

Tohumların veya fidelerin veya bazen bütün bitkilerin belirli manyetik, elektrik veya elektromanyetik alanlara maruz bırakılmasının ardından büyümedeki gelişme  , ilk olarak Peder Pierre-Nicolas Bertholon de Saint tarafından denenmiş olan çeşitli " elektrokültür " türlerinin temelidir  . -Lazare (Languedoc İl Estates Genel deneysel fizik profesörü ve "  heyecanlandırıcı fizikçi  ucundan, elektrik ve etkilerini incelemek demek ki",) XVIII inci yüzyılın.

Deneylerin ilk sonuçları ve bazı açıklama hipotezleri, Bertholon tarafından 1783'te yayınlanan ve hızla birkaç dile çevrilen elektrokültüre ayrılmış 468 sayfalık bir incelemede özetlendi .

Bu gelişme, 2020'de hala anlaşılmayan bir nedensel mekanizmaya sahiptir (bazen doğrusal olmayan ve homojen olmayan ve bazı durumlarda yenilmiş), ancak o zamandan beri birçok bilim adamı tarafından birçok bitki türünde çeşitli maruz kalma türleri için onaylanmıştır.Mıknatıslar kapsamlı bir şekilde test edilmiştir. ve kuru biyokütle açısından tohum canlılığını, fide büyümesini ve mahsul verimini artırmak için tohumların ön muamelesi (bazen manyeto-priming olarak da adlandırılır) olarak kullanılır.

hayvan dünyasında

Mantarlarda (Fonge)

Bilimsel tarih

"Harita" navigasyon bir bileşeni olarak manyetik yoğunluk yolcu güvercin ucundan tartışılan bir hipotez XIX inci yüzyıl.

İlk yayınlara biri aslında kanıtlamak için kuşların kullanmak manyetik bilgi bir olan 1972 çalışma Blackbird adlı “pusula” Wolfgang Wiltschko tarafından. Yirmi yıldan biraz daha uzun bir süre sonra ( 2014 ), çift-kör bir çalışma, düşük seviyeli elektromanyetik "gürültüye" (20 kHz ile 20 MHz arasında) maruz kalan Avrupa kara kuşlarının, pusula manyetik yoluyla kendilerini yönlendirme yeteneklerini kaybettiklerini gösterdi. Alüminyum tel kafeslere yerleştirildi , 50 kHz ila 5 MHz frekans aralığındaki elektromanyetik paraziti yaklaşık iki büyüklük sırası ile azaltarak, yönelimleri yeniden ortaya çıktı.

Çevre sağlığı üzerindeki etkileri için Elektromanyetik alanların biyolojik ve çevresel etkileri makalesine bakın .

Güvenlik standartları ve eşikleri

Manyetobiyolojinin zorluklarından biri, özellikle biyolojik olarak aktif ve zararlı elektromanyetik alanlara maruz kalan organizmaları korumak için belirli elektromanyetik alanlara maruz kalmanın biyolojik etkilerinin belgelenmesine yardımcı olmaktır; bu, insanların ve belirli hayvanların ( fabrika çiftçiliği , evcil hayvanlar, yüksek voltajlı hatlar üzerinde veya yakınında yaşayan vahşi veya çiftlik hayvanları, vb.) arka planda elektromanyetik maruziyetinin son birkaç on yılda hızla artan bir düzeyi bağlamında .

Belirli elektromanyetik alanlara kronik olarak maruz kalmak insan sağlığına tehdit oluşturabilir. Dünya Sağlık Örgütü bir stres etkeni olarak işyerinde elektromanyetik maruziyet seviyesinde artış dikkate alır ve ihtiyati tedbirler (özellikle cep telefonu ile ilgili olarak) Çocuklarla ilgili taahhüt eder.

ICNIRP'nin çalışmalarından yola çıkarak çeşitli ulusal kurumlar tarafından geliştirilen mevcut elektromanyetik güvenlik standartları, belirli elektromanyetik alan aralıkları için ülkeden ülkeye onlarca ve yüzlerce kez farklılık göstermektedir; bu durum, manyetobiyoloji ve elektromanyetobiyoloji alanındaki araştırma eksikliğini ve kablosuz iletişim endüstrisinin 5G'yi geliştirmek istediği bir zamanda bir fikir birliğine varmanın zorluğunu yansıtıyor. Bugüne kadar, ICNIRP aracılığıyla çoğu standart, yalnızca mikrodalga tipi elektromanyetik alanların neden olduğu termal biyolojik etkileri ve indüklenmiş bir akım tarafından periferik sinirlerin uyarılmasını hesaba katar .

Tıbbi Konular

Elektromanyetik alanların insanlar ( özellikle gametler , embriyo , fetüs veya çocuk ) üzerindeki etkilerini daha iyi anlamak hala güncel bir konudur , ancak elektrik ( elektroterapi ) ve mıknatısların ( manyetoterapi ) kullanımı çok popüler konulardı. Aydınlanma , elektrik bilgisinde kaydedilen ilerlemeden sonra, bugün belirli yaklaşımlarla sahte bilimlerde sınıflandırılan (örn: hayvan manyetizması , Messmer tarafından öngörüldüğü gibi , organizmalar , hücreler, organlar tarafından üretilen manyetizma ile ilgili biyomanyetizma ile karıştırılmamalıdır) veya hayvan organizmaları).

Şuna da bakın:

İlgili Makaleler

Dış bağlantılar

bibliyografya

Notlar ve referanslar

  1. (in) GH Sidaway , "  Elektrostatik Alanların Tohum Çimlenmesine Etkisi  " , Nature , cilt.  211, n o  5046,Temmuz 1966, s.  303–303 ( ISSN  0028-0836 ve 1476-4687 , DOI  10.1038 / 211303a0 , çevrimiçi okuma , erişim tarihi 25 Ekim 2020 )
  2. (tr) Wolfgang Wiltschko ve Roswitha Wiltschko , “  kuş ve diğer hayvanlarda manyetik yönlendirme ve magnetoreception  ” , Karşılaştırmalı Fizyoloji A Dergisi , cilt.  191, n o  8,Ağustos 2005, s.  675–693 ( ISSN  0340-7594 ve 1432-1351 , DOI  10.1007 / s00359-005-0627-7 , çevrimiçi okuma , erişim tarihi 28 Ekim 2020 )
  3. (in) RP Blakemore , "  Manyetotaktik Bakteriler  " , Yıllık Mikrobiyoloji İncelemesi , cilt.  36, n o  1,Ekim 1982, s.  217–238 ( ISSN  0066-4227 ve 1545-3251 , DOI  10.1146 / annurev.mi.36.100182.001245 , çevrimiçi okuma , erişim tarihi 21 Ekim 2020 )
  4. (in) VN Binhi Ye D. Alipov ve I. Ya Belyaev , "  Statik manyetik alanın E. coli hücreleri üzerindeki etkisi ve iyon-protein kompleksinin bireysel rotasyonları  " , Bioelectromagnetics , cilt.  22, n o  22001, s.  79–86 ( ISSN  1521-186X , DOI  10.1002 / 1521-186X (200102) 22: 23.0.CO; 2-7 , çevrimiçi okuma , erişim tarihi 21 Ekim 2020 )
  5. Kavi PS (1983) “Homojen olmayan gradyan manyetik alan duyarlılık değerlerinin in situ ragi tohum materyaline etkisi”, Mysore J. Agric. Bilim, Cilt. 17, 121–12
  6. Bathnagar, D. & A. Deb (1977) “Buğday tohumlarının manyetik alana ön çimlenme maruziyetinin bazı yönleri. I. Çimlenme ve erken büyüme ”Seed Res., Vol. 5, 129-137.
  7. Pittman UJ (1977) “Suthern Alberta'da arpa, buğday ve yulaf verimleri üzerine manyetik tohum muamelesinin etkileri” Can. J. Bitki. Bilim, Cilt. 57, 37-45.
  8. Viguier C (1882) Hayvanlarda ve insanlarda yön duygusu ve organları. Fransa ve Yurtdışının Felsefi İncelemesi 14: 1-36.
  9. (in) W. Wiltschko ve R. Wiltschko , "  Avrupa Robinslerinin Manyetik Pusulası  " , Bilim , cilt.  176, n o  40307 Nisan 1972, s.  62–64 ( ISSN  0036-8075 ve 1095-9203 , DOI  10.1126 / science.176.403.62 , çevrimiçi okuma , erişim tarihi 28 Ekim 2020 )
  10. (in) Svenja Engels , Nils-Lasse Schneider , Nele Lefeldt ve Christine Maira Hein , "  Antropojenik gürültü göçmen kuşta elektromanyetik manyetik pusula yönelimini bozar  " , Nature , cilt.  509, n o  7500Mayıs 2014, s.  353–356 ( ISSN  0028-0836 ve 1476-4687 , DOI  10.1038 / nature13290 , çevrimiçi okuma , erişim tarihi 28 Ekim 2020 )

Özel bilimsel dergiler