Ученые: Электрическая активность клеток произошла от молний

У большинства животных, в том числе и у нас, есть электрический активность. Никто не знает, откуда она и почему именно она существует. Теперь, новое исследование предполагает, что она произошла от молнии.

Большинство позвоночных и беспозвоночных имеет постоянную фоновую электрическую активность клеток, часто пронизывающую нервную систему, с небольшим частотным диапазоном от 5 до 45 Гц. В новом исследовании, опубликованном в журнале "Международный журнал биометеорологии", отмечается, что этот диапазон чрезвычайно низких частот (ЧНЧ) перекрывается с естественными колебаниями в атмосфере, вызванными молнией.

"Около 20 лет назад мы начали обнаруживать, что многие биологические системы, от самых простых организмов, таких как зоопланктон в океане, до нашего мозга, имеют электрическую активность в том же диапазоне частот, что и молния", - говорит Колин Прайс, ведущий автор нового исследования и исследователь в Школе окружающей среды и наук о Земле им. Портера в Тель-Авивском университете в Израиле. "Мы думаем, что в эволюционных временных масштабах на протяжении миллиардов лет формы жизни могли использовать то, что им дала природа, и каким-то образом либо синхронизироваться с этими частотами, либо адаптироваться к ним".

Вспышки молнии поражают землю от 50 до 100 раз в секунду. Эти удары были известны с 1960-х годов для создания крайне низкочастотных волн электромагнитной энергии, которые резонируют вокруг атмосферы планеты. Эти волны, известные как резонансы Шумана, окружали планету или миллиарды лет - с тех пор, как на Земле была атмосфера. В то время как самый сильный резонанс находится на частоте, близкой к 8 Гц, некоторые другие возникают между 3 и 60 Гц. Сегодня резонансы Шумана могут быть измерены в любой точке Земли, которая является электрически тихой, например в пустыне, вдали от электрических сетей.

Новая теория предполагает, что первичные клетки, возможно, каким-то образом синхронизировали свою электрическую активность с этими естественными атмосферными резонансами, особенно с пиковым резонансом около 8 Гц. Такая синхронизация не редкость. Мы синхронизируем наш циркадный ритм с днями и временами года; и многие виды выходят за пределы магнитного поля Земли.

"Эволюция использует все, что может", - сказал Майкл Левин, биолог из Университета Тафтса в Массачусетсе, который не участвовал в новом исследовании. Например, он отметил: "Когда живые существа экранированы [заблокированы] от геомагнитного поля, они развиваются неправильно".

Сегодня не вся жизнь вибрирует именно на резонансе Шумана. Исследователи предполагают, что, хотя ранняя жизнь синхронизировалась на частоте около 8 Гц, клеточная активность животных медленно изменялась по мере развития животных с другими частотами, с разными частотами, используемыми для разных типов активности в мозге. Например, определенные частоты в мозговых волнах человека были связаны с определенными психическими состояниями, такими как бдительность, сновидения и глубокий сон. Резонанс Шумана наиболее близок к частотам, обнаруженным в глубоко расслабленном состоянии человека, что предполагает, что изначальная жизнь могла находиться в состоянии, подобном глубокому расслаблению.

Исследователи отмечают, что, хотя существует вероятность, что это исследование может привести к медицинским применениям, весьма маловероятно, что этот резонанс может быть использован для вредных применений. Исследователи отмечают, что волны - это естественное состояние, которым мы постоянно окружены.

"Мы живем в этих областях, мы адаптировались к ним, мы развивались вместе с ними, и они могли повлиять на нашу эволюцию", - сказал Прайс. "Но я не думаю, что эти поля влияют на нас прямо сегодня. В противном случае, каждый раз, когда рядом была гроза, мы бы падали или что-то в этом роде".

Исследователи еще не определили, как резонанс молний и биологическая электрическая активность могли стать синхронизированными. Одна из идей заключается в том, что удары молнии могли повлиять на перенос ионов кальция в клетках, как и возникает большая электрическая активность у животных.

Не все ученые согласны с новой теорией. "Предложение ... по справедливости, является умозрительным", - сказал Джеймс Лин, почетный профессор Университета Иллинойса в Чикаго, который не был связан с новым исследованием. Например, Лин отмечает, что некоторые электрические сигналы, например, те, которые контролируют частоту сердечных сокращений, более коррелируют с массой тела, чем резонанс Шумана.

Исследователи продолжают изучать возможные механизмы, а также распространяют свою работу на область ботаники, ища влияние этих атмосферных резонансов на фотосинтез.

"Появляется все больше и больше доказательств того, что между этими естественными частотами атмосферы и биологическими организмами существует связь", - сказал Прайс. "Но мы не понимаем этого - что это за связи и как они работают, так что это только начало. Мы просто опубликовали это, чтобы как-то это опубликовать. Надеемся, что другие могут продвинуться и пойти дальше".

Напомним, ранее сообщалось, что впервые молниям сделали рентген.

Источник