ЕЛЕКТРИЧНІ ЧИННИКИ


Електричні чинники атмосфери пов'язані один з одним і складають складний комплекс. Основні з них - градієнт електричного потенціалу атмосфери і насичення повітря різними іонами.
Градієнт потенціалу виникає в результаті різниці потенціалів між поверхнею Землі і шарами атмосфери. Цей потенціал досить високий і залежить від погоди. Якщо в ясну стійку погоду градієнт потенціалу досягає 100-150 В/м, то з наближенням грози він може збільшуватися до 10-30 тисяч В/м. При проходженні звичайних хмар особливо при суцільній хмарності він може доходити до 10 тисяч В/м. Навіть невеликі хмари можуть помітно впливати на градієнт потенціалу. Великі коливання градієнта потенціалу пов'язані передусім з проходженням атмосферних фронтів, особливо холодних, з великою турбулентністю повітряних мас. Такий фронт викликає часті зміни значення і навіть знаку потенціалу з періодом 1-5 хв.
Зміни поведінки комах при наближенні грози багаторазово були описані в літературі. Зокрема, перед грозою різко зростає інтенсивність літа на світло. Проте цей очевидний ефект можна приписати не лише змінам градієнта потенціалу або іонізації повітря, але також зниженню атмосферного тиску, змінам освітленості або вологості, а також інфразвукам, що далеко поширюються, супутнім блискавці.
Комахи не можуть не реагувати на електричне поле з чисто фізичних причин. Річ у тому, що тіло рухомої комахи, що має відносно великої поверхню і покрите ізолятором - епікутикулою, в результаті тертя об субстрат і повітря придбаває помітний електричний заряд. Заряд тіла взаємодіє із зовнішнім електричним полем. Механічні сили, що виникають при цьому, прямо пропорційні твору взаємодіючих зарядів (закон Кулона) і можуть бути досить великими для їх сприйняття комахами. Ці сили перешкоджають руху комах, аж до їх прилипання до заряджених поверхонь, а також призводять до налипання на них дрібних пилових часток. У дрозофил в штучному полі злегка розходяться крила, подібно до листочків електроскопу. Дрібні оси-наїзники при русі по поверхні пластика, підходячи до зарядженої ділянки поверхні, уповільнюють рух і посилено обмацують антенами дорогу перед собою.
Не виключено, що різні гострі вирости на тілі комах (щетини, шпильки і роги) сприяють стоку надлишкового заряду в повітря. Перешкодою для зовнішнього електричного поля може служити також і екранування за допомогою клітини Фарадея (сажалки, обтягнутої металевою заземленою сіткою). Слід чекати, що якщо електричне поле якось заважає діяльності комах, то умови усередині клітини Фарадея виявляться для них сприятливішими. Дійсно, було відмічено, що усередині клітини Фарадея оси-наїзники відкладають більше яєць. Накриття кущів ялівцю металевою сіткою приводило до помітного зростання чисельності на них різних комах. Аналогічним чином, якщо накривати клітинами Фарадея грунт лугу, то в її поверхневому шарі виявляється в 1,5 разу більше дрібних грунтових членистоногих, чим на ділянках, покритих сіткою з ізолятора. Особливо помітно зростає чисельність деяких ногохвосток і грунтових кліщів (W.B.Tshernyshev et al., 1973).
Природний градієнт потенціалу можна імітувати, поміщаючи комах між пластинами зарядженого конденсатора. Можливі два типи реакції на електричне поле. Так, мухи-дрозофилы при включенні поля перестають бігати. Схожим же чином, але менш виразно реагують жуки-кожееды. Комарі ж і метелики мілі сукні при включенні поля спочатку приходять в збудження, а потім їх активність повільно спадає. При виключенні поля іноді спостерігається другий сплеск активності. Реакція комах абсолютно не залежить від того, чи контактують вони безпосередньо із струмопровідною поверхнею. Цікаво, що дрозофилы помітно реагують навіть на відносно слабке електричне поле, аж до 200 В/м (приблизно таке ж поле виникає при проходженні невеликої хмари над головою), хоча і дуже швидко до нього адаптуються.
Далеко не усі комахи реагують змінами поведінки на електричне поле, навіть якщо вони і дрібні. Часто реакція непомітна до тих пір, поки при високому значенні градієнта крила не починають прилипати до поверхні субстрату. Найбільш очевидна реакція дрозофил на електричне поле. Проте навіть реакція дрозофил відрізняється поганою відтворюваністю. Відсоток особин, що зупиняються при включенні поля, при, здавалося б, строго однакових умовах може варіювати від 93% до нуля. У рідкісні дні включення поля приводить, навпаки, до підвищення рухливості дрозофил. Рівень реакції пропорційний величині градієнта поля і підвищується зі зниженням вологості повітря, сприяючої стоку зарядів. Мінливість реакції все ж зберігається і при стабільній вологості. Є підстави припускати, що реакцію на полі може знижувати інфразвуковий і вібраційний фон (В. Б. Чернышев і В. М. Афонина, 1977).Інфразвуки виникають з багатьох причин, наприклад, при наближенні атмосферного фронту, від гроз, магнітних бурь, вітру. Їх часто генерують транспорт, ліфти в будівлях, промислові установки.
Передбачається, що бджоли можуть використовувати статичну електрику як засіб зв'язку усередині вулика. Вони виявляють бджолу-розвідницю, що відрізняється після польоту вищим зарядом тіла, і йдуть за нею в "танці" (Е.К.Еськов, В. Б. Шевців, 1976).
Орієнтація комах в електричному полі мало вивчена. У конденсаторі з вертикальним напрямом силових ліній більшість дрозофил орієнтують вісь тіла паралельно силовим лініям поля. Повідомлялося, що хрущі віддають перевагу певним напрямам по відношенню до силових ліній поля, що горизонтально йдуть. Ці напрями, що віддаються перевага, складним чином міняються в часі.
З кожним роком збільшується протяжність ліній електропередач (ЛЭП). Поле, що виникає під ними, по градієнту потенціалу близько до природного передгрозового, проте, на відміну від природного, міняється, по синусоїді з частотою 50 Гц. В принципі, змінне електричне поле впливає на поведінку дрозофил в конденсаторі так само, як і постійне. Проте при однаковій напруженості поля реакція дрозофил на змінне поле в 1,5-2 рази вище, ніж на постійне. Посилення реакції може бути пов'язане з виникненням вібрації кінцівок, передусім антен в змінному полі. Частота змін поля, що викликає максимальну реакцію комахи, співпадає з резонансною частотою коливань антен комах цього виду (В. И. Орлів, 1990).
Проте в природі під лініями ЛЭП не спостерігається скільки-небудь серйозних - змін поведінки комах. Правда, бджолині сім'ї, що мешкають у вуликах, розташованих під ЛЭП, слабнуть і відрізняються малою продуктивністю. Тому рекомендується вулики, розставлені під ЛЭП, накривати металевими заземленими кришками, що повністю знімає негативну дію ЛЭП. Якщо ж бджолиний вулик або осине гніздо помістити в конденсатор, що створює більший градієнт потенціалу, чим ЛЭП, спостерігається різке збудження комах, підвищення температури усередині гнізда, а часто і виліт усієї сім'ї. Оси нерідко при цьому зчіплюються в клубок.
Отже, електричне поле - істотний екологічний чинник, що впливає на поведінку комах, перешкоджаючи їх руху і порушуючи їх комфорт. Реакції комах на полі пояснюються передусім механічними взаємодіями зарядів. Проте певну роль тут можуть грати і струми, поточні крізь тіло комахи.
Іонізація повітря, впливаючи на його електропровідність, може істотно відбиватися на рівні поверхневих зарядів. Крім того, можлива безпосередня дія іонів вдихуваного повітря на фізіологічні процеси. В повітрі присутні іони двох типів : легкі і важкі. Легкі іони мають позитивний або негативний заряд. У природі рівень іонізації залежить від радіаційного фону, рослинного покриву, забрудненості повітря, від сезону і погоди. Як правило, кількість іонів в повітрі невелика, причому найчастіше число негативних іонів дещо перевищує число позитивних. Відповідно, зміни електропровідності повітря також дуже незначні. Легкі іони осідають на зважених в повітрі твердих частках і крапельках рідини, утворюючи електрично малоактивні важкі іони.
Неодноразово передбачалося, що рівень іонізації повітря впливає на процеси життєдіяльності. Вважається, що цей вплив визначається концентраціями позитивних і негативних іонів, а також співвідношенням між ними. Вплив іонів на комахах відносно мало вивчено. Відзначалася збуджуюча дія негативних іонів на бджіл, а позитивних іонів на мух, а також вплив співвідношення їх концентрацій на метеликів. Підвищення концентрації позитивних іонів в експерименті явно стимулювало попелюхою до линьке. Проте поведінка дрозофил абсолютно не залежала від іонізації повітря як при коливаннях іонізації в природному діапазоні, так і при штучному підвищенні рівня іонізації на декілька порядків. Аналогічним чином не виявилося ні позитивній, ні негативній кореляції поведінки дрозофил з природними коливаннями електропровідності повітря.


2015 .................................................................................