معلومة

لماذا لا تستخدم النباتات موجات الراديو؟

لماذا لا تستخدم النباتات موجات الراديو؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

سمعت أن الغلاف الجوي للأرض معتم في معظم الأطوال الموجية ويسمح فقط للضوء المرئي وموجات الراديو بالمرور ، فلماذا تطورت النباتات بحيث تمتص الضوء المرئي فقط؟


حتى لو كان الغلاف الجوي شفافًا في الغالب في مجال الراديو ، فإن معظم ضوء الشمس هو ضوء مرئي.

أيضًا ، لإجراء عملية التمثيل الضوئي ، تحتاج إلى فوتونات ذات طاقة عالية (على سبيل المثال: الطول الموجي أقصر من 700 نانومتر) من أجل إثارة الإلكترونات في مراكز التفاعل. لا تستطيع موجات الراديو فعل ذلك.

تستفيد أكثر كائنات التمثيل الضوئي انتشارًا من الضوء المرئي والماء ، وهي وفيرة على الأرض.


كيف يتم حجب موجات الراديو؟ (مع الصور)

موجات الراديو هي نوع من الإشعاع الكهرومغناطيسي والوضع الأساسي للاتصال العالمي. بالإضافة إلى البث الإذاعي ، تستخدم التطبيقات الأخرى مثل أجهزة التلفزيون والهواتف المحمولة والسيارات التي يتم التحكم فيها عن طريق الراديو أشكالًا من التكنولوجيا. التحدي في هذا الشكل من الاتصال هو حقيقة أن الظواهر المختلفة التي تحدث بشكل طبيعي مثل الجبال ، إلى جانب بعض المواد مثل النحاس والألمنيوم ، يمكن أن تمنع الموجات.

كشكل بسيط من أشكال الإشعاع الكهرومغناطيسي ، فإن موجات الراديو ليست ضارة بالبشر وتنتقل من موقع إلى آخر بتأثير محدود. تأتي فوائد وعيوب حجب موجات الراديو في شكل أحداث مقصودة أو عرضية. قد يختار الجيش منع موجات الراديو للعدو على سبيل المثال. تؤدي المواقف الأخرى إلى الانقطاع الطبيعي للبث.

لفهم ما يعيق موجات الراديو ، يجب توضيح النظرية الأساسية الكامنة وراء التكنولوجيا. يتم إرسال إشارة الراديو من موقع واحد عبر جهاز يعرف باسم هوائي الإرسال ، مما يؤدي بشكل أساسي إلى إنشاء مجال كهرومغناطيسي مُسقط من الوحدة إلى العالم الأوسع. تتحرك كل موجة في كل اتجاه حتى تصل إلى هوائي استقبال ، وهو جهاز مصمم لالتقاط الموجة.

النفاذية هي النظرية التي تجعل موجات الراديو تنتقل عبر المواد دون توقف. إما أن تكون المادة ناقلًا جيدًا أو سيئًا للإشعاع. مثال على مادة الإرسال الجيدة هو الغلاف الجوي السفلي للأرض ، والذي يسمح للإشعاع بالسفر لمسافات طويلة. لا يمكن قول الشيء نفسه بالنسبة للطبقة العليا من الغلاف الجوي ، والتي تعرف باسم الأيونوسفير. يحتوي هذا على إشعاع مؤين من الشمس ، والذي يعكس موجات الراديو مرة أخرى نحو الغلاف الجوي السفلي.

معامل التوهين هو المستوى الذي ستحجب به المادة موجات الراديو أو تتداخل معها. يعتمد هذا المعامل بشكل كبير على سمك وتكوين المادة. الورق المقوى والورق والعديد من البلاستيك والماء والزجاج كلها مواد ذات معاملات توهين منخفضة للغاية. الخشب والطوب والأسمنت لها تأثير محدود على موجات الراديو. المركبات المعدنية والخرسانة المسلحة والأرض تعكس الإشارات ، ومع ذلك ، تمنع موجات الراديو من المرور.

أحد الاعتبارات الرئيسية التي تحدد ما إذا كانت موجات الراديو محظورة ينطوي على مفهوم الانعراج. هذا يعتمد على الطول الموجي للإشعاع وحجم العائق الذي يحاول اختراقه. تتمتع الترددات المنخفضة بوقت أسهل في المرور فوق الأجسام الكبيرة مثل التلال ، بينما تعمل الترددات الأعلى بشكل أفضل مع العوائق الصغيرة مثل أسطح المنازل. يمكن أن يكون هذا مفيدًا جدًا في منع موجات الراديو باستخدام طريقة حيود حافة السكين. إذا لم يكن للموجة خط رؤية فوق جسم ما ، فيمكن إنشاء حافة حادة تؤدي إلى حظر الموجة وإعادة توجيهها إلى حيث يجب أن يذهب البث.


هل الكون مقبرة؟ تشير هذه النظرية إلى أن الإنسانية قد تكون وحيدة.

منذ أن امتلكنا التكنولوجيا ، نظرنا إلى النجوم بحثًا عن حياة فضائية. من المفترض أننا نبحث لأننا نريد إيجاد حياة أخرى في الكون ، ولكن ماذا لو كنا نتطلع للتأكد من عدم وجود أي حياة أخرى؟

إليك معادلة ، وهي معادلة محزنة إلى حد ما في ذلك: ن = ر* × Fص × نه × F1 × Fأنا × Fج × إل. إنها معادلة دريك ، وهي تصف عدد الحضارات الفضائية في مجرتنا والتي قد نتمكن من التواصل معها. تتوافق مصطلحاته مع قيم مثل جزء النجوم مع الكواكب ، وجزء الكواكب التي يمكن أن تنشأ عليها الحياة ، وجزء الكواكب التي يمكن أن تدعم الحياة الذكية ، وما إلى ذلك. باستخدام تقديرات متحفظة ، فإن النتيجة الدنيا لهذه المعادلة هي 20. يجب أن يكون هناك 20 حضارة غريبة ذكية في مجرة ​​درب التبانة يمكننا الاتصال بها ومن يمكنه الاتصال بنا. لكن لا يوجد أي منها.

معادلة دريك هي مثال لقضية أوسع في المجتمع العلمي - بالنظر إلى الحجم الهائل للكون ومعرفتنا بأن حياة الذكاء قد تطورت مرة واحدة على الأقل ، يجب أن يكون هناك دليل على وجود حياة فضائية. يشار إلى هذا عمومًا باسم مفارقة فيرمي ، على اسم الفيزيائي إنريكو فيرمي الذي درس التناقض بين الاحتمالية العالية للحضارات الغريبة وغيابها الظاهر. لخص فيرمي ذلك بإيجاز عندما سأل ، "أين الجميع"؟

لكن ربما كان هذا هو السؤال الخطأ. قد يكون السؤال الأفضل ، وإن كان أكثر إثارة للقلق ، "ماذا حدث للجميع؟" على عكس السؤال أين الحياة موجودة في الكون ، وهناك إجابة محتملة أوضح لهذا السؤال: الفلتر العظيم.


الإرسال اللاسلكي عبارة عن إشعاع كهرومغناطيسي يتكون من مجالات كهربائية ومغناطيسية متعامدة مع بعضها البعض. كلاهما يتحركان كموجة ، يتنقلان في تردد معين. تتحرك الطاقة في الموجة ذهابًا وإيابًا بين المجالين المغناطيسي والكهربائي. تنتشر الإشارة الراديوية من نقطة الإرسال في شكل كروي ، كما هو الحال مع الموجات الراديوية عالية التردد كحزمة أكثر تركيزًا وأضيق. يبدأ نطاق التردد اللاسلكي بنطاق التردد المنخفض للغاية عند 3 هرتز ويمتد إلى النطاق عالي التردد للغاية عند 300 جيجاهيرتز.

تستخدم شبكات الهاتف الخلوي نطاقات متعددة من الطيف الكهرومغناطيسي ، أحدها يسمى UHF ، أو التردد الفائق ، المعروف أحيانًا باسم الميكروويف. يتراوح نطاق التردد لإشعاع الميكروويف بين 300 ميغا هرتز و 300 جيجاهيرتز. تستخدم موجات UHF أيضًا في الرادار وأفران الميكروويف والشبكات المحلية اللاسلكية. يمكن تقسيم الموجات الدقيقة الموجودة على الطيف الكهرومغناطيسي إلى نطاقات مختلفة ، حسب التردد.


تفاعل الفوتونات مع المادة معقد. يغطي الطيف الكهرومغناطيسي العديد من الرتب من حيث التردد وطاقة الفوتون ، وهناك عمليات مختلفة نوعيًا تحدث في أنظمة مختلفة. تعتمد النتائج على الخصائص الكهربائية للمادة ، مثل التوصيل والسماحية. لدينا مواد مثل الزجاج شفافة للضوء المرئي ، وأشعة سينية منخفضة الطاقة يتم امتصاصها بقوة.

لكن عند الحديث على نطاق واسع للغاية ، من الممكن فهم الاتجاهات الرئيسية عبر الطيف بأكمله. لدينا منطقة (1) في الطيف المرئي ، حيث يكون تردد الضوء مشابهًا لتكرار رنين المادة المكثفة ، والتي يمكنك في كثير من الحالات التفكير فيها على أنها رنين للإلكترونات ، كما لو كانت الإلكترونات أجسامًا صغيرة ترتبط بالذرات بواسطة الينابيع والمنطقة (2) في الأشعة السينية منخفضة الطاقة ، حيث يكون الطول الموجي للفوتون مشابهًا للطول الموجي للإلكترونات في الذرة. هذا يقسم الطيف إلى ثلاثة أجزاء.

عند الترددات المنخفضة $ f $ ، أسفل المنطقة 1 ، لدينا عمق الجلد ، والذي يعتمد على $ f ^ <- 1/2> $. عندما يصبح $ f $ أصغر ، ينمو عمق الجلد بلا حدود. ومن ثم تميل موجات الراديو إلى الاختراق.

حول المنطقة 1 ، تحصل على سلوك رنان كلاسيكي قوي. يمكنك أن ترى هذا إذا نظرت إلى مخطط لمؤشر انكسار الزجاج كدالة للتردد. لديها سلسلة من القمم الرائعة. كل من هذه القمم لها شكل لورنتزي الكلاسيكي ، حيث تقترب الاستجابة على الجانب الأيمن من الذروة من الصفر. لذلك إذا تجاهلت القمم نفسها ، والتي كانت ضيقة ، فستحصل على سلسلة من درجات السلم. عند الترددات فوق المنطقة 1 ، تكون قد نزلت جميع درجات السلم والاستجابة تقترب من الصفر. لهذا السبب ، من الناحية الكلاسيكية ، نتوقع أن يتفاعل الإشعاع الكهرومغناطيسي عالي التردد مع المادة بشكل ضعيف للغاية.

لكن في المنطقة 2 تحصل على التأثير الكهروضوئي. في نظرية الاضطراب من الدرجة الأولى ، يعتمد هذا على مدى تداخل المجال الكهربائي مع الدالة الموجية للإلكترون. عندما يتشابه الطولان الموجيان ، تحصل على مقطع عرضي قوي. هذا هو السبب في أن المادة تمتص بشدة الأشعة السينية الناعمة ، ولكن ليس أشعة جاما والأشعة السينية الصلبة.


8 إجابات 8

في الهندسة البصرية ، غالبًا ما يرجع الاختيار بين العدسات والمرايا إلى قطر الفتحة: أقل من بضع بوصات ويمكن صنع العدسات بسعر رخيص وبدقة عالية. أكبر وتزداد التكاليف بشكل كبير ، لذلك تعمل أنظمة القطر 6 & quot عادة بشكل أفضل.

عند ترددات الترددات اللاسلكية ، تكون العدسة مقاس 6 بوصات بترتيب الطول الموجي ، وبالتالي فهي غير مفيدة للتركيز. لن يصبح الطول الموجي قصيرًا بدرجة كافية حتى تصبح العدسات عملية حتى تقترب من حافة طيف الميكروويف.

بالطبع إذا كنت لا تهتم بالتكلفة ولا تمانع في أن تكون ثقيلة للغاية ، فيمكنك بناء عدسة لاستخدامها مع هوائي WiFi. إنه ليس له معنى عملي كثيرًا.


لماذا ليست تحلية المياه الحل لجميع مشاكل المياه في كاليفورنيا؟

تعد محطة التحلية الجديدة الضخمة في كارلسباد هي الأكبر في البلاد ، وهي قادرة على توفير المياه لحوالي 7 في المائة من سكان مقاطعة سان دييغو. (آدم كيجوين / مياه بوسيدون)

قفزت تحلية المياه للتو قفزة هائلة إلى الأمام في كاليفورنيا. أكبر مصنع في أمريكا الشمالية ، قادر على تنقية عشرات الملايين من الجالونات كل يوم ، يقوم الآن بضخ المياه بالقرب من سان دييغو.

منشأة كارلسباد التي تبلغ تكلفتها مليار دولار هي & ldquotest case & rdquo للداعمين مثل المدير التنفيذي لـ Cal Desal رون ديفيس ، الذي سخر العام الماضي ، & ldquo فقط مستقبل تحلية المياه بالكامل هو الذي يركب على هذا المشروع. لا ضغط. و rdquo

الآن الانتهاء من المحطة و rsquos عبارة عن ريشة في غطاء شركة البناء ، Poseidon Water ، التي تأمل أن تحذو حذوها مع مشروع تحلية مماثل في شاطئ هنتنغتون.

أولاً ، يجب على مهندسي Poseidon أن يحلوا مسألة كيفية سحب نبات هنتنغتون بيتش للماء. يفضل المنظمون بالولاية مدخولًا تحت قاع البحر ، للتأكد من أنه لا يمتص الأسماك وبيضها الصغير ، لكن دراسة جدوى هذا الصيف قالت إن بناء هذا النوع من المدخول سيكلف الكثير.

إلى الشمال ، من المتوقع أن يوفر مصنع أصغر المياه للعديد من المدن حول شبه جزيرة مونتيري. لكنها فازت & rsquot عبر الإنترنت لمدة أربع سنوات ، بعد فترة طويلة من الموعد النهائي لشركة المياه المحلية ، California American ، للتوقف عن امتصاص الماء من نهر الكرمل. طلب Cal Am والمسؤولون المحليون مؤخرًا من مجلس المياه بالولاية تأخير أمر القطع هذا & ndash المحدد حاليًا لنهاية عام 2016 و ndash حتى يمكن الانتهاء من المصنع حوالي عام 2020.

في غضون ذلك ، يسحب بئر اختبار للمصنع و rsquos تحت السطح ، على شاطئ بالقرب من بلدة مارينا ، بضعة آلاف جالون من المياه المالحة في الدقيقة. يقول رئيس بلدية الكرمل ، جيسون بورنيت ، إنه يعزز الآمال في أنه في انتظار الحصول على الموافقات المناسبة ، يمكن أن يبدأ حفر المزيد من الآبار المائلة في عام 2017.

لم يسقط ما يكفي من المياه في كاليفورنيا منذ سنوات ، ولا يوجد شيء يمكنك القيام به لجعلها تمطر.

إذن في أي مكان آخر يمكننا الحصول على الماء؟ إحدى الأفكار التي اكتسبت قوة دفع هي تحلية المياه: تحويل مياه البحر إلى مياه شرب. في حين أن تحلية المياه كانت محصورة منذ فترة طويلة بسبب التكاليف الباهظة والمخاوف البيئية ، حتى أن بعض النقاد يقولون الآن إنها تستحق مكانًا في محفظة مياه State & rsquos.

جنوب لوس أنجلوس ، في مدينة كارلسباد ، ما سيكون أكبر منشأة لتحلية المياه في الأمة و rsquos جاهز تقريبًا. مقابل مليار دولار تقريبًا ، سينتج المصنع 7 بالمائة من مياه مقاطعة سان دييغو و rsquos. في سانتا باربرا ، يمكن أن يعود المصنع الذي تم بناؤه وسط الجفاف في أوائل عام 1990 و rsquos ، والذي توقف عن العمل بسبب عودة الأمطار ، إلى الإنترنت قريبًا ويوفر 30 بالمائة من مياه المجتمع و rsquos.

في أقصى الشمال ، من المتوقع أن تخدم محطة أخرى لتحلية المياه عدة بلدات في مقاطعة مونتيري. يعمل جيسون بورنيت ، عمدة الكرمل ، أحيانًا كنوع من المتحدثين باسم المشروع المخطط له - لكنه ليس مبشرًا.

& ldquoI & rsquoll أقول في البداية ، أنا لست من محبي التحلية بشكل عام ، & rdquo يقول Burnett.

استمع إلى القصة:

لماذا ليست تحلية المياه الحل لجميع مشاكل المياه في كاليفورنيا؟

بصرف النظر عن المخاوف المتعلقة بالمصروفات ، فإن لدى Burnett حصة شخصية في تحلية المياه والتحديات البيئية. كان هو ورسكو نجل اثنين من علماء الأحياء البحرية ، وجده ديفيد باكارد ورسكووس وادي السيليكون ثروة جزءًا لا يتجزأ من تأسيس حوض خليج مونتيري المائي. عمل بورنيت بنفسه على قواعد المناخ لوكالة حماية البيئة الأمريكية قبل أن يصبح عمدة الكرمل.

عمدة الكرمل ، جيسون بورنيت ، يشير إلى نهر الكرمل ، بالقرب من مصبه عند المحيط الهادئ. يقول بورنيت إنه ليس من محبي تحلية المياه ، لكن شبه جزيرة مونتيري لم يعد لها بدائل. (دانيال بوتر / KQED)

& ldquoI & rsquove كرست حياتي المهنية للعمل في مجال تغير المناخ ، "يقول بورنيت." عائلتي مكرسة جدًا لصحة محيطاتنا. لذا فإنني هنا أؤيد مشروعًا له بصمة كربونية كبيرة ، وإذا لم يتم تنفيذه بشكل صحيح ، فإنه يمكن أن يضر بالمحيطات. & rdquo

قابلني بورنيت على الشاطئ حيث يتدفق نهر الكرمل إلى المحيط الهادئ. في الجوار ، كانت السيدات اللواتي يرتدين قبعات من القش ينقلن الحوامل والألوان إلى الرمال لالتقاط المناظر الطبيعية الخلابة. أخبرني بورنيت ، الذي كان يرتدي نظارة شمسية وقميصًا أزرق اللون ، أن تحلية المياه كانت الملاذ الأخير للمجتمع و rsquos.

& ldquo نحن & rsquove اكتشفنا مجموعة واسعة من الخيارات ، كما يقول. "كان كل شيء على الطاولة - باستخدام الجبال الجليدية وإنزالها ، وملء بالونات ضخمة من المياه من أعلى الشمال وإسقاطها".

لقد وصل الأمر إلى تحلية المياه لأنه تم إخبار مورد المياه في المنطقة و rsquos للربح ، شركة California American Water ، أنه يتعين عليها العثور على مصدر جديد. لعقود من الزمان ، اعتمدت Cal Am على نهر الكرمل ، ولكن بعد ذلك صدر أمر وقف وكف يهدف إلى حماية النهر وتهديد سمك السلمون المرقط برأس صلب. كانت هناك سنوات من الجدل والتنافس في التصميمات. تم تحديد موعد نهائي لنهاية العام المقبل - لن يتم تنفيذ موعد نهائي لمحطة التحلية المقترحة من Cal Am & rsquos. ومع ذلك ، فإن الخطة تمضي قدمًا.

& ldquo هذا هو ، في جوهره ، & rdquo يقول Burnett ، & ldquoan مشروع بيئي. & rdquo

مآخذ ونفولز

هناك ثلاثة اعتبارات بيئية رئيسية عند بناء محطة لتحلية المياه: كيف يتم إدخال مياه البحر ، وكيف يتم فصل المياه الصالحة للشرب ، وماذا يحدث للملح بعد ذلك.

أبسط مدخول هو في الأساس قش في المحيط - & ndash تصميم يخاطر باحتجاز وقتل الحياة البحرية. يتمثل أحد الحلول في تثبيت صر في نهاية الأنبوب ، ولكن حتى ذلك الحين ، لا يزال من الممكن امتصاص يرقات صغيرة وبيض السمك. وبدلاً من ذلك ، تميل الجهات التنظيمية إلى تفضيل ما يُعرف باسم "المدخول تحت السطحي".

في شركة أسمنت وموقع rsquos على شاطئ البحر في خليج مونتيري ، تعمل California American حاليًا على إثبات صحة هذا النهج. هم & rsquore باستخدام الحفر الموجه ، على غرار التكنولوجيا التي تستخدمها شركات النفط لاستخراج الوقود الأحفوري. والفكرة هي تشغيل بئر مائل على بعد مئات الأقدام ، مرورا تحت الكثبان الرملية إلى بقعة تحت الأمواج. من تحت 200 قدم من الرمال ، ومعزول جيدًا عن أي حياة بحرية معرضة للخطر ، يأمل Cal Am في امتصاص بضعة آلاف جالون من الماء في الدقيقة.

تستخدم شركة California American الحفر الموجه لتمديد أنبوب يبلغ حوالي 735 قدمًا تحت الشاطئ ، على أمل امتصاص بضعة آلاف جالون من مياه البحر في الدقيقة من أسفل قاع المحيط. (لوك جياني / شركة كاليفورنيا الأمريكية للمياه)

سوف يتطلب الأمر قدرًا هائلاً من الطاقة لضخ هذا القدر من المياه ، إلى هذا الحد.

& ldquo فاتورة الطاقة الخاصة بنا سترتفع ، بلا شك ، & rdquo أخبرني مهندس في المشروع.

هذا هو الشاغل الثاني لتحلية المياه: بمجرد وصول مياه البحر إلى المحطة ، يجب دفعها عبر أغشية دقيقة بما يكفي لتمرير الملح من خلالها. يتطلب ذلك ضغطًا هائلاً & ndash لأمر من غسالة الضغط.

أخبرني مسؤول في منشأة أصغر لتحلية المياه أن الأمر يتطلب 25 ألف دولار من الكهرباء شهريًا لإنتاج ما يكفي من المياه لـ 1200 منزل. في قضية Cal Am & rsquos ، يأملون في التوصل إلى اتفاق لتشغيل المحطة باستخدام الميثان من مكب نفايات قريب.

يعالج عنصر تصميم آخر لا يزال مؤقتًا التحدي الثالث لعملية تحلية المياه: كل هذا الملح يجب أن يذهب إلى مكان ما.

فقط ما يقرب من نصف المياه المالحة التي يتم ضخها بالأنابيب إلى محطة تحلية المياه تصبح صالحة للشرب. ينتهي كل الملح الذي ينفصل rsquos إلى النصف الآخر ، في نوع من المحلول الملحي الذي & rsquos أكثر كثافة من مياه البحر. نتيجة لذلك ، فإنه لا يختلط بسهولة مرة أخرى.

إذا تم إلقاؤه مرة أخرى بلا مبالاة في المحيط ، فإنه يغرق ، ويمكن أن يقتل أي حياة بحرية تعاني من سوء الحظ في العيش في قاع البحر أدناه.

قد يشتمل مزج المنتج الثانوي الملحي مرة أخرى في المحيط على رشاشات ، أو في حالة Cal Am & rsquos ، وهو مصب موجود تستخدمه وكالة مراقبة تلوث المياه الإقليمية القريبة في مونتيري للتخلص من مياه الصرف الصحي. إنه أنبوب يمتد آلاف الأقدام إلى البحر ، مع وجود ثقوب صغيرة متباعدة عشرة أقدام ، لذلك لن يتدفق الكثير من المحلول الملحي في أي مكان واحد.

من المتوقع أن تبدأ منشأة تحلية المياه في توصيل المياه للعملاء لعدة سنوات ، وفي غضون ذلك ، يتعين عليها اجتياز غابة تنظيمية من الموافقات المطلوبة.

اختياري أم لا مفر منه؟

في السنوات الأخيرة ، تم النظر في مشاريع تحلية المياه في أماكن مثل مقاطعة مارين وسانتا كروز ، لكن انتهى بها الأمر إلى الهامش وسط شكوك. بين الصداع البيئي وتكلفة الحلول الهندسية ، جادل النقاد بأن التكنولوجيا غالبًا ما تكون مشكلة أكثر مما تستحق.

إلى الحد الذي يكون فيه الحفظ خيارًا ، فإنه & rsquos أبسط وأرخص بكثير. يقول العمدة بورنيت إن المدن الواقعة على طول شبه جزيرة مونتيري قد استهلكت هذا الإسفنج تقريبًا مقابل كل ما يستحقه: يحصل الناس هناك على 60 جالونًا في اليوم - أقل من نصف ما يستخدمه العديد من سكان كاليفورنيا.

سوزان جوردان مع شبكة حماية الساحل في كاليفورنيا هي ناقد قديم لتحلية المياه. تقول ، في الواقع ، يجب على المجتمعات أولاً أن تستنفد خياراتها الأخرى.

& ldquo إذا كنت تريد القيام بشيء مثل تحلية المياه ، "يقول جوردان ،" فأنت تريد التأكد من القيام بكل ما في وسعك فيما يتعلق بالحفظ ، وإعادة تدوير المياه ، وإعادة استخدام المياه ، ولا تريد تنمية غير مستدامة تؤدي فقط إلى استمرار مشكلتك ، أو مشكلة الدولة و rsquos. & rdquo

هذا السؤال عن ماهية التنمية المستدامة هو أساس النقاش حول تحلية المياه. الجدل المضاد الذي سمعته من سكوت مالوني ، نائب رئيس شركة Poseidon Water ، هو: ماذا لو لم تكن هناك بدائل؟

& ldquo يتمثل الشاغل الأكبر في تغير المناخ ، وما يحدث بعد عشر سنوات من الآن وعشرين عامًا من الآن ، "كما تقول مالوني ، التي تبني شركتها مصنعًا كبيرًا خارج سان دييغو وتأمل في إضافة مصنع آخر مثله في هنتنغتون بيتش." هل يمكنك الاعتماد حقًا على نهر كولورادو أو شمال كاليفورنيا لمواصلة إمداد الغالبية العظمى من سكان الولاية و rsquos بالمياه؟ & rdquo

سألت العديد من الأشخاص عن النسبة المئوية لتحلية المياه الكلية في كاليفورنيا ورسكووس التي قد تشكل يومًا ما ، وكان مالوني فقط على استعداد للمغامرة بالتخمين. ويقول إن مثل هذه المصانع تكون أكثر فاعلية عندما تقوم ببناء كبير ، وبالتالي تجني وفورات الحجم. بين ذلك وبين عملية التصريح الصارمة ، كما يقول ، يمكنك على الأرجح حساب عدد المواقع القابلة للتطبيق بين يديك.

& ldquo ولذا أعتقد أنك يمكن أن تبحث في مكان ما بين 10 إلى 20 في المائة من الطلب المحلي والصناعي للدولة و rsquos ، & rdquo Maloni يقول.

من الجدير بالملاحظة أنه يبدو أنه لم يعد يترك الزراعة تصورات مالوني لتحلية المياه التي تخدم سكان المناطق الحضرية الساحلية في الولاية.

أشارت مالوني والعديد من الأشخاص الآخرين الذين تحدثت معهم أيضًا إلى أنه في حين أن التحديات الفنية لتصميم وبناء محطة تحلية سليمة بيئيًا جدية ، فإن عملية الترخيص طويلة ويمكن أن تستمر لفترة أطول من الجفاف نفسه.


استجابات النبات للمجالات الكهرومغناطيسية عالية التردد

تشكل الحقول الكهرومغناطيسية غير المؤينة عالية التردد (HF-EMF) الموجودة بشكل متزايد في البيئة حافزًا بيئيًا حقيقيًا قادرًا على إثارة استجابات محددة في النباتات التي تشترك في العديد من أوجه التشابه مع تلك التي لوحظت بعد العلاج المجهد. تشكل النباتات نموذجًا متميزًا لدراسة مثل هذه التفاعلات نظرًا لأن هندستها المعمارية (مساحة السطح العالية إلى نسبة الحجم) تعمل على تحسين تفاعلها مع البيئة. في المراجعة الحالية ، بعد تحديد أجهزة التعرض الرئيسية (الخلايا الكهرومغناطيسية المستعرضة والجيجاهيرتز ، ودليل الموجة ، وغرفة الارتداد ذات النمط المثير) وقوانين الفيزياء العامة التي تحكم تفاعلات EMF مع النباتات ، نوضح بعض الاستجابات المرصودة بعد التعرض لـ HF- EMF على المستوى الخلوي والجزيئي والنباتي الكامل. في الواقع ، العديد من الأنشطة الأيضية (استقلاب أنواع الأكسجين التفاعلي ، α- و β- الأميليز ، ودورة كريبس ، ومسار فوسفات البنتوز ، ومحتوى الكلوروفيل ، وانبعاث التربين ، وما إلى ذلك. التعرض لطاقة منخفضة (أي غير حراري) HF-EMF. تحدث هذه التغييرات ليس فقط في الأنسجة المعرضة مباشرة ولكن أيضًا بشكل منهجي في الأنسجة البعيدة. في حين أن التأثير طويل المدى لهذه التغييرات الأيضية لا يزال غير معروف إلى حد كبير ، فإننا نقترح النظر في إشعاع HF-EMF غير المؤين كعامل بيئي حقيقي غير ضار يستدعي بسهولة التغييرات في استقلاب النبات.

1 المقدمة

الحقول الكهرومغناطيسية عالية التردد (HF-EMF ، أي الترددات من 300 ميجاهرتز إلى 3 جيجاهرتز ، أطوال موجية من 1 متر إلى 10 سم) هي إشعاعات كهرومغناطيسية غير مؤينة من صنع الإنسان لا تحدث بشكل طبيعي في البيئة ، باستثناء السعة المنخفضة VHF (عالي التردد) إشعاع كوني. تتواجد HF-EMF بشكل متزايد في البيئة [1] بسبب التطور النشط للتقنية اللاسلكية ، بما في ذلك الهواتف المحمولة وشبكات Wi-Fi وأنواع مختلفة من الأجهزة المتصلة. نظرًا لأن المادة الحية ليست عازلًا مثاليًا ، فإنها تتداخل بسهولة مع HF-EMF بطريقة تعتمد على العديد من المعلمات ، بما في ذلك (على سبيل المثال لا الحصر) شكلها العام ، والتوصيلية وكثافة الأنسجة ، وتردد وسعة الكهرومغناطيسي. قد يؤدي التفاعل بين المادة الحية والإشعاع الكهرومغناطيسي (أو لا) إلى إحداث ارتفاع في درجة حرارة الأنسجة ، وبالتالي تحديد الاستجابات الأيضية المرتبطة بالحرارة (مقابل غير الحرارية). في حالة الاستجابة الحرارية ، يتم تطبيع تبديد الحرارة الناتج باستخدام مؤشر معدل الامتصاص النوعي (SAR). وقد أدى ذلك إلى جهود بحثية كبيرة لدراسة الآثار البيولوجية المحتملة بسبب التعرض لـ HF-EMF. بينما ركزت الغالبية العظمى من هذه الدراسات على الحيوانات والبشر بسبب مخاوف صحية ، مع نتائج متناقضة أو غير قاطعة [2] ، تم إجراء العديد من التجارب أيضًا على النباتات. تعتبر النباتات نماذج رائعة مقارنة بالحيوانات لإجراء مثل هذه التحقيقات: فهي غير متحركة وبالتالي تحافظ على اتجاه ثابت في المجالات الكهرومغناطيسية ومخططها المحدد للتطوير (مساحة سطح عالية إلى نسبة الحجم) يجعلها مناسبة بشكل مثالي لاعتراض المجالات الكهرومغناطيسية بكفاءة [3]. كما أنه من السهل جدًا في النباتات تحقيق سلالات نباتية مستقرة وراثيًا من خلال اختيار الأنواع التي تفضل التكاثر اللاجنسي [4] أو التلقيح الذاتي [5]. علاوة على ذلك ، فإن المسوخات الأيضية متاحة بسهولة للعديد من الأنواع وتشكل أدوات لا تقدر بثمن لفهم الطريقة التي يتم بها نقل إشارة EMF [6]. في الواقع ، أشارت العديد من التقارير إلى أن النباتات تدرك فعليًا HF-EMF بسعات صغيرة وتحولها إلى استجابات جزيئية و / أو تغييرات في مخططها التنموي [3–9]. تظل الطريقة التي يتفاعل بها HF-EMF مع النباتات بلا إجابة بشكل أساسي. ومع ذلك ، نظرًا لأن المجالات الكهرومغناطيسية تثير العديد من الاستجابات في النباتات ، فيمكن اعتبارها حافزًا بيئيًا حقيقيًا. في الواقع ، يؤدي التعرض للمجالات الكهرومغناطيسية إلى تغيير نشاط العديد من الإنزيمات ، بما في ذلك استقلاب أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) [7] ، وهي علامة معروفة لاستجابات النبات لأنواع مختلفة من العوامل البيئية. يثير التعرض للمجالات الكهرومغناطيسية أيضًا التعبير عن جينات معينة متورطة سابقًا في استجابات النبات للإصابة [5 ، 8] وتعديل تطور النباتات [9]. علاوة على ذلك ، فإن هذه الاستجابات نظامية بقدر ما يؤدي التعرض لمنطقة صغيرة فقط من النبات إلى استجابات جزيئية فورية تقريبًا في جميع أنحاء النبات [6]. تم إلغاء هذه الاستجابات في وجود مخلبات الكالسيوم [6] أو مثبطات الفسفرة المؤكسدة [10] مما يدل على تورط تجمعات ATP. في المراجعة الحالية ، نصف أجهزة التعرض وطرق تحديد معدل الامتصاص النوعي والاستجابات البيولوجية (على كل من المستويات الخلوية / الجزيئية والنباتية الكاملة) التي لوحظت بعد تعرض النبات للمجالات الكهرومغناطيسية. ركزنا هذه المراجعة على الإشعاع (أي EMF المنبعث من خلال هوائي) HF-EMF (بشكل أساسي في نطاق 300 ميجاهرتز - 3 جيجاهرتز) وبالتالي لن نتناول التأثيرات البيولوجية للمجالات المغناطيسية الثابتة (SMF) ، منخفضة للغاية تردد الحقول الكهرومغناطيسية (ELF) ، أو حقن التيار HF ، لأن خصائصها الفيزيائية المتأصلة تختلف اختلافًا كبيرًا عن تلك الخاصة بالترددات العالية. لذلك ، يجب النظر إلى HF-EMF الذي نعتبره من خلال منظور الكهرومغناطيسية الكلاسيكية: ظاهرة الديناميكا الكهربية العيانية الموصوفة من حيث المجالات المتجهة والحقول العددية.

2. نظم التعرض وقياس الجرعات

HF-EMF عبارة عن مزيج من مجال كهربائي ومجال مغناطيسي تحكمه معادلات ماكسويل. عند التردد العالي ، تقترن هذه الكميات المتجهية وتطيع معادلات الموجة سواء لانتشار الموجات أو للموجات الواقفة. في الفراغ ، يسافر الأول بسرعة الضوء (≈3

10 8 م ث -1) ولها هيكل موجة مستوية (الشكل 1 (أ)). في الوسائط الأخرى ، تنخفض السرعة ويكون التوزيع المكاني للمجالات الكهربائية والمغناطيسية عشوائيًا بشكل عام (وبالتالي لا تكون موجة مستوية). هذا الأخير ، الذي لا ينتشر ولكنه يهتز لأعلى ولأسفل في مكانه ، يظهر في بعض الظروف الخاصة (على سبيل المثال ، وسط مقيد مثل التجويف المعدني) ويلعب أدوارًا مهمة في العديد من التطبيقات المادية (الرنان ، الدليل الموجي ، إلخ).

) هي المسافة بين قمتين. DOP: اتجاه التكاثر. (ب) خلية TEM (خلية كهرومغناطيسية مستعرضة). (ج) خلية GTEM (خلية كهرومغناطيسية عرضية جيجاهيرتز). (د) MSRC (غرفة صدى وضع التحريك). لاحظ الجدران المعدنية على الوجهين ، والهوائي الباعث ، والمحرك الدوار ، وغرفة الثقافة المتخصصة التي تقف في "حجم العمل" حيث تم تمييز خصائص المجال الكهرومغناطيسي على نطاق واسع.

في كلتا الحالتين ، تتميز HF-EMF بسعة الكهرباء () أو المغناطيسية (

) المكونات (تقاس بالفولت أو الأمبير لكل متر) ، تردد

(عدد الدورات في الثانية لكمية الموجة ، مقاسة بالهرتز) ، وطول الموجة (المسافة بين قمم الموجة ، مقاسة بالأمتار). ترتبط هذه الخصائص من خلال المعادلة التالية:

أين هي سرعة الموجة في الوسط المدروس وفترة الموجة (الوقت بين قمم الموجة المتتالية ، تقاس بالثواني). الطول الموجي هو المسافة التي تقطعها الموجة خلال فترة ما.

يتم الحصول على كثافة القدرة الكهرومغناطيسية المرتبطة بالموجة الكهرومغناطيسية (تقاس بالواط لكل متر مربع) بواسطة منتج متجه بين متجهات المجال الكهربائي والمغناطيسي (أي ناقل Poynting) لكل نقطة في الفضاء. يُشتق إجمالي قدرة HF-EMF التي تعبر أي سطح معين من نظرية Poynting [11]. بالنسبة لموجة الطائرة الساقطة في الفراغ ، فإن متوسط ​​الوقت الكهرومغناطيسي

(تقاس بالواط) التي تضيء سطحًا بمساحة 1 متر مربع متعامدًا مع اتجاه الانتشار تعطى بالمعادلة التالية:

أين هي الممانعة المميزة لمساحة الفراغ الحرة (377 Ω).

الطاقة الكهرومغناطيسية الممتصة (

) ، تم تحويلها إلى حرارة بواسطة تأثير جول في حجم (

) ومتوسط ​​على مدى فترة زمنية ، يعطى بواسطة (3) لمادة خطية كهربيًا ومغناطيسيًا تخضع لقانون أوم (الموصلية

2.1. تنوع أجهزة التعرض

نظرًا للتنوع الكبير في الموجات الكهرومغناطيسية ، طور الأطباء الكثير من مرافق التعرض الكهرومغناطيسي ، خاصة لأغراض اختبار التوافق الكهرومغناطيسي (EMC). تُستخدم بعض هذه الأجهزة لتعرض النبات لـ HF-EMF.

عادةً ما يتكون إعداد التعرض HF-EMF من العنصرين الأساسيين التاليين: (1) مصدر HF (مولد تردد لاسلكي ، مذبذب Gunn) المرتبط بعنصر مشع (هوائي ، خط شريطي) و (2) هيكل يسمح بانتشار الموجات الكهرومغناطيسية وتعرض العينة. يعتمد أبسط إعداد للتعرض على استخدام الهواتف المحمولة القياسية كمصدر HF-EMF [12 ، 13] يشع في موقع اختبار منطقة مفتوحة. في حين أن هذا الجهاز يتميز بكونه بسيطًا واقتصاديًا ، فإنه يفرض العديد من القيود التي قد تضر بجودة التعرض. في الواقع ، يتم تشغيل أجهزة الاتصال هذه ببروتوكولات مختلفة قد تقوم بتعديل أو حتى مقاطعة الطاقة المنبعثة. أيضًا ، يتم وضع العينات البيولوجية في الجوار المباشر للهوائي ، وهي منطقة لم يتم فيها إنشاء المجال الكهرومغناطيسي بالكامل (ظروف المجال القريب) ، وبالتالي يصعب قياس هذا الوضع ، فقد تشكل مشكلة لدراسات الكهرومغناطيسية الحيوية. تستخدم هذه الأجهزة في الوقت الحاضر فقط في نسبة صغيرة من الدراسات. علاوة على ذلك ، فإن استخدام مواقع الاختبار المفتوحة يعرض العينات البيولوجية للبيئة المحيطة الكهرومغناطيسية غير الخاضعة للرقابة. يعد استخدام الغرف المحمية حلاً جيدًا للتغلب على هذه المشكلة. في الواقع ، توفر الغرف عديمة الصدى حاويات محمية ، مصممة لامتصاص الموجات الكهرومغناطيسية المنعكسة تمامًا. ومع ذلك ، فإن هذه المرافق غالبًا ما تكون هياكل كبيرة تتطلب معدات محددة وامتصاصًا باهظ التكلفة لتوليد موجة مستوية عابرة (إضاءة المجال البعيد) وبالتالي نادرًا ما تستخدم للتعرض للمصنع [14 ، 15].

في المقابل ، تستند العديد من الدراسات إلى أجهزة مخصصة ذات حجم صغير نسبيًا (الشكل 1 (ب)) ، وهي الخلية الكهرومغناطيسية المستعرضة (TEM) [16]. عادة ما تكون خلايا TEM صغيرة جدًا (طولها حوالي 50 سم × عرض 20 سم) وبالتالي لا تسمح إلا باستخدام البذور أو الشتلات كنماذج نباتية. تعتمد العديد من خلايا TEM على "خلية كروفورد" الكلاسيكية [17]. وهي تتألف من قسم من خط نقل محوري مستطيل مدبب في كل طرف للتكيف مع الموصلات المحورية القياسية. يتم إنشاء موجة مستوية موحدة من الاستقطاب والاتجاه الثابت في مساحة العينة لإجراء تجارب بين الموصل الداخلي (الحاجز) والجدار المعدني العلوي. نظرًا لأن هذا الجهاز الفعال من حيث التكلفة مغلق ، يمكن تطوير EMF عالي السعة بقوة حقن قليلة نسبيًا. في ظل بعض الظروف ، يمكن إزالة جدارين متوازيين لخلية TEM (وبالتالي تشكل ما يسمى بخلية TEM المفتوحة) دون المساس بالأداء بشكل كبير. هذا التكوين مناسب للسماح بإضاءة المصنع. لا يزال يتعين إيلاء اهتمام خاص للموضع النسبي للعينات في النظام لأن التخلص من الأعضاء المختلفة داخل المجال الكهرومغناطيسي يمكن أن يؤثر بشدة على كفاءة اقتران عينات النبات بالمجال الكهرومغناطيسي. يتمثل الحد الرئيسي لخلية TEM في أن التردد الأعلى المفيد مرتبط بأبعاده المادية التي تحد من الحجم العملي للعينات عند التردد العالي.

ظهرت خلية جيجاهيرتز المستعرضة الكهرومغناطيسية (GTEM) كمرفق أحدث لاختبار انبعاثات EMF (الشكل 1 (ج)) [18]. إنه هجين بين غرفة عديمة الصدى وخلية TEM وبالتالي يمكن اعتباره نسخة عالية التردد من خلية TEM. تتألف خلية GTEM من قسم مدبب فقط ، مع منفذ واحد ونهاية عريضة النطاق. يتكون هذا الإنهاء من لوحة مقاومة 50 للترددات المنخفضة وامتصاص هرمي للترددات العالية. يزيل جهاز التعرض هذا حد التردد الأعلى المتأصل لخلية TEM مع الاحتفاظ ببعض مزاياها (بشكل أساسي حقيقة عدم الحاجة إلى إعداد هوائي وحقيقة أنه يمكن تحقيق شدة مجال عالية بقدرة حقن منخفضة).

تعد أدلة الموجات نوعًا آخر من العبوات التي يتم فحصها والتي نادرًا ما تستخدم في تعرض النباتات [19 ، 20]. تولد أجهزة التعرض الكلاسيكية وسهلة الاستخدام هذه موجات متنقلة على طول إحداثيات الإرسال والموجات الواقفة على طول الإحداثيات المستعرضة. على عكس خلية TEM ، لا تولد أدلة الموجات موجات مستوية منتظمة ولكنها تسمح بانتشار EMF أكثر تعقيدًا ، أي أوضاع الانتشار. يتميز كل وضع بتردد قطع لا يمكن للوضع أن ينتشر تحته. عندما تكون نهايات الدليل الموجي قصيرة الدائرة ، يتم تشكيل ما يسمى بتجويف الرنين ، والذي منه مرفق كبير حديث ، مصمم أصلاً لدراسات التوافق الكهرومغناطيسي ، أي غرفة ارتداد النمط المثير (MSRC ، الشكل 1 (د)) ، مبني على. في حين أن هذه المعدات باهظة الثمن ويصعب إعدادها تقنيًا ، إلا أنها تعد من أحدث التقنيات من حيث خصائص المجال الكهرومغناطيسي ، مما يسمح بإنشاء مجال متناحي الخواص ومتجانس بحجم كبير بما يكفي لعقد غرفة مخصصة لاستزراع النبات (إما شفافة أو محمية تجاه EMF [6]). تسمح هذه الخاصية الأخيرة بإجراء تجارب على النباتات الكبيرة التي يتم الاحتفاظ بها في بيئة مناسبة محكومة [6]. كانت مجموعتنا رائدة في استخدام هذا المرفق ، استنادًا إلى مجموعات حكيمة من أنماط الموجات الواقفة في حاوية معزولة معقدة ، في دراسات الكهرومغناطيسية الحيوية النباتية [8] ووصفت على نطاق واسع وظيفة MSRC [21]. أخيرًا ، قد يختلف كل إعداد تعريض في المفهوم ، أو الاستقطاب ، أو التردد ، أو قوة الحادث ، لكن هذه الإعدادات تحتاج دائمًا إلى التصميم الأمثل واستنادًا إلى مفاهيم فيزيائية مفهومة جيدًا من أجل تقييم ظروف تعرض HF-EMF التي يتم التحكم فيها جيدًا (التجانس ، التكرار ، التكاثر ، إلخ.).

2.2. أنواع مختلفة من إشارات التعرض

من كل من أجهزة التعرض السابقة ، يمكن استخدام نوعين مختلفين جدًا من المجالات الكهرومغناطيسية لفضح النباتات. الوضع الأكثر شيوعًا هو وضع الموجة المستمرة (CW) ، حيث تتعرض العينات البيولوجية باستمرار لمدة محددة إلى EMF بتردد وسعة محددين (نادرًا ما يزيد عن بضع عشرات من V م -1). الوضع الثاني هو وضع المجال الكهرومغناطيسي النبضي (PEMF) ، حيث تخضع العينات البيولوجية لعدة سلاسل من النبضات المتقطعة ذات المدة القصيرة جدًا EMF (ضمن نطاق ميكرومترs إلى ns) وعادة ما تكون ذات سعة عالية جدًا (تصل إلى عدة مئات من kV m −1). نادرًا ما يتم استخدام هذا النوع الأخير من التعرض [22 ، 23] بسبب ندرة وتعقيد المعدات اللازمة لتوليد المجالات الكهرومغناطيسية وصعوبة تصميم الهوائيات المخصصة القادرة على توصيل مثل هذه الموجات المفاجئة في الطاقة [24].

يمكن أيضًا تشكيل HF-EMF (أي متغير في الوقت عند تردد معين ، وعادة ما يكون أقل بكثير). فقط عدد قليل من الدراسات تناولت بشكل صريح تأثير التعديل على الاستجابات البيولوجية. Răcuciu وآخرون. [25] تعرض قرود الذرة إلى مستويات منخفضة (7 ديسيبل) ، مجال تردد لاسلكي 900 ميجاهرتز ، لمدة 24 ساعة إما في أوضاع الموجة المستمرة (CW) ، أو السعة المعدلة (AM) ، أو التردد المعدل (FM). ووجدوا أن أطوال النباتات التي يبلغ عمرها 12 يومًا قد تم تقليلها بنحو 25٪ في EMF المعدل (نوع AM أو FM) مقارنة بالتحكم (العينات غير المكشوفة) ، في حين أن التعرض للأسلحة الكيميائية كان له تأثير معاكس (تحفيز النمو) ، مما يشير إلى أن تعديل EMF في الواقع يعدل الاستجابات البيولوجية.

2.3 قياس الجرعات

من أجل مقارنة التأثيرات البيولوجية التي لوحظت في ظروف التعرض المختلفة ، قدم المجلس الوطني للحماية من الإشعاع والقياسات رسميًا في عام 1981 مقياس التعرض للمجالات الكهرومغناطيسية ، معدل الامتصاص المحدد (SAR). التعريف الرسمي لهذا القياس الأساسي للجرعات (مقدار الجرعة الممتصة) هو "المشتق الزمني للطاقة الإضافية الممتصة (

) بواسطة (مشتت في) كتلة تدريجية موجودة في حجم () من كثافة معينة

. " من هذا التعريف و (3) ، يُعطى معدل الامتصاص النوعي (المقاس بالواط كجم -1) بالمعادلة التالية:

معدل الامتصاص النوعي هو الطاقة التي تمتصها الأنسجة الحية أثناء التعرض لـ CW-EMF (لا تنطبق هذه الكمية على وضع PEMF نظرًا لقصر مدة النبضات التي لا تسبب ارتفاعًا في درجة الحرارة في العينات). يمكن حساب SAR من الخصائص العازلة للأنسجة النباتية على ترددات العمل ، باستخدام (4). بينما يمكن تحديدها بسهولة ، تعتمد قيمة على التردد ويصعب تقييمها في نطاق GHz. يتم تقييمها عادةً من الأدبيات [40] ، نظرًا لأن الإعداد التجريبي لقياس هذه المعلمة عند تردد معين (الدليل الموجي ، الدليل الموجي المفتوح ، وتقنية الخط المحوري ، على سبيل المثال ، D-Line) نادرًا ما تستخدم بسبب مجموعتها المعقدة -فوق. من معادلة نقل الحرارة البيولوجية ، يمكن أيضًا تحديد معدل الامتصاص النوعي باستخدام زيادة درجة الحرارة التي تحدث في الأنسجة النباتية بعد التعرض للمجالات الكهرومغناطيسية ، باستخدام المعادلة التالية:

أين هي السعة الحرارية (JK −1 kg −1 ، والتي تتوفر لبعض الأنسجة في الأدبيات) و (تقاس بالكلفن) هي زيادة درجة حرارة العينة المقابلة للوقت المنقضي (تقاس بالثانية) منذ بداية HF- التعرض للموجات الكهرومغناطيسية. يخضع قياس معدل الامتصاص النوعي ، سواء بالنسبة للحيوانات أو النباتات ، لعدم التيقن [46]. نظرًا لأن الحرارة النوعية مستقلة عن التردد وعادة ما يكون توزيع درجة الحرارة أكثر اتساقًا من المجال الكهربائي الداخلي ، (5) يوفر طريقة أفضل لتقدير معدل الامتصاص النوعي من أجل زيادة درجات الحرارة التي يمكن اكتشافها.

في الأنسجة الحيوانية والبشرية ، يتم تحديد معدل الامتصاص النوعي باستخدام أشباح مخصصة [47] مملوءة بسائل خاص يحاكي الخصائص العازلة للكهرباء للسوائل البيولوجية. في حين أن هذا النهج مناسب في الحيوانات ، حيث أنتج مخطط النمو كميات كبيرة ، إلا أنه لا يمكن تكييفه مع معظم أعضاء النبات (مثل الأوراق) التي لها مساحة سطح عالية إلى نسبة الحجم [3] ولكن يمكن استخدامها في الفاكهة والدرنيات. الهياكل.في المقابل ، يمكن بسهولة تقييم درجة حرارة السطح باستخدام أدوات مخصصة (على سبيل المثال ، مسبار درجة حرارة الألياف البصرية Luxtron®) واستخدامها للتغذية (5) [45]. يمكن أيضًا تحديد معدل الامتصاص النوعي باستخدام طريقة القوة التفاضلية بناءً على قياس امتصاص الطاقة (تمت مراجعته في [48]) الذي يحدث في غياب أو وجود عينات بيولوجية [39]. ثم يتم حساب SAR بقسمة الطاقة الممتصة على كتلة المادة الحية.

3. الاستجابات البيولوجية

يجب اعتبار الاستجابات البيولوجية بمثابة مراسلين ودليل على قدرة النبات على إدراك والتفاعل مع المجالات الكهرومغناطيسية. يمكن أن تحدث هذه الاستجابات على المستوى دون الخلوي ، مما يعني ضمناً الأحداث الجزيئية أو تعديل الأنشطة الأنزيمية ، أو على مستوى النبات بأكمله ، مع أخذ شكل تعديل النمو. تلخص الجداول من 1 إلى 3 بعض الأعمال التي تبلغ عن تأثيرات HF-EMF التي لوحظت على نطاق المصنع بأكمله ، أو العمليات الكيميائية الحيوية ، أو تنظيم الجينات ، على التوالي.

3.1. المستوى الخلوي والجزيئي

تشير العديد من التقارير [4 ، 7 ، 33] إلى زيادة في إنتاج malondialdehyde (MDA ، علامة معروفة جيدًا لتغيير الغشاء) جنبًا إلى جنب مع تنشيط استقلاب ROS بعد تعريض النباتات لـ HF-EMF (الجدول 1). من المحتمل أن يؤدي تغيير الغشاء وتنشيط استقلاب ROS إلى إنشاء سلاسل توصيل تتيح استجابات محددة. في الواقع ، تمت الإشارة منذ فترة طويلة إلى الدور الحاسم للكالسيوم ، وهو رسول ثانٍ حاسم في النباتات ، [6 ، 10]: الاستجابات (على سبيل المثال ، التغييرات في التعبير الجيني الهدوء n6 ، lecdpk-1 ، و pin2) على التعرض للمجالات الكهرومغناطيسية هي ينخفض ​​بشدة عند زراعة النباتات التي تحتوي على الكالسيوم الزائد أو في وجود عوامل مقاومة للكالسيوم (الشكل 2) مثل المخلبات (EGTA و BAPTA) أو مانع القنوات (LaCl)3). تبرز أهمية الكالسيوم في إنشاء استجابة النبات أيضًا من خلال حقيقة أن التعبير الجيني المبكر المرتبط بالتعرض للمجالات الكهرومغناطيسية يتضمن على الأقل منتجين مرتبطين بالكالسيوم (كالمودولين وبروتين كيناز المعتمد على الكالسيوم) [5 ، 10]. تعتمد هذه الاستجابة أيضًا على الطاقة: يحدث انخفاض مهم (30٪ ، الشكل 3) في محتوى ATP وشحنة طاقة الأدينيلات (AEC) بعد تعرض HF-EMF [10]. ليس من الواضح في الوقت الحالي ما إذا كان انخفاض AEC نتيجة لتغير الأغشية التي تسمح بخروج ATP السلبي أو إذا حدث استهلاك أعلى لـ ATP بسبب زيادة نشاط التمثيل الغذائي. في الواقع ، من المعروف أن الانخفاض في AEC يحفز المسارات الأنزيمية التقويضية من خلال التحويرات الخيفية. ومع ذلك ، فإن تثبيط التخليق الحيوي لـ ATP مع عامل فصل الكربونيل السيانيد مألغى كلوروفينيل هيدرازون (CCCP) استجابات النبات للتعرض للمجالات الكهرومغناطيسية [10]. أكسيد النيتريك (NO) هو جزيء إشارة آخر يرتبط ارتباطًا وثيقًا بتأثير العوامل البيئية على النباتات [49]. لا يزداد بسرعة بعد أنواع مختلفة من المحفزات بما في ذلك إجهاد الجفاف أو الإصابة. Chen et al. [50] أظهر مؤخرًا زيادة نشاط سينسيز أكسيد النيتريك وتراكم أكسيد النيتروجين بعد تعريض قذائف القمح لمدة 10 ثوانٍ إلى قوة عالية 2.45 جيجاهرتز EMF. وبالمثل ، Qiu et al. [51] أظهر في القمح أن التسامح مع الكادميوم الناتج عن المعالجة بالميكروويف قد تم إلغاؤه بإضافة 2- (4-كاربوكسيفينيل) -4،4،5،5-رباعي ميثيل أميدازولين-1-أوكسيل -3-أوكسيد (carboxy-PTIO ) ، وهو عبارة عن كاسح NO ، مما يشير إلى أن إنتاج NO الناجم عن الميكروويف كان متورطًا في هذه الآلية. مجتمعة ، تدعو هذه النتائج إلى تحريض EMF لـ NO synthase. ومع ذلك ، استخدمت هذه الدراسات EMF عالي الطاقة (فرن ميكروويف معدل) كأداة تحفيز ولا يتم استبعاد حقيقة أن زيادة درجة حرارة العينة كانت سببًا في زيادة NO. على حد علمنا ، لم يتم إثبات مشاركة NO بعد التعرض للتيار الكهرومغناطيسي المنخفض الطاقة (أي غير الحراري). علاوة على ذلك ، تشارك أيضًا الجهات الفاعلة المعروفة لاستجابات النبات للمنبهات البيئية: طفرات الطماطم المواقع و JL-5 بالنسبة للتخليق الحيوي لأحماض Abscisic (ABA) أو jasmonic (JA) ، على التوالي ، تعرض الاستجابات الطبيعية (تراكم النصوص المرتبطة بالإجهاد) عندما تتعرض النباتات الكاملة لـ EMF [6]. على النقيض من ذلك ، فإن الاستجابات البعيدة السريعة جدًا للتعرض المحلي الذي يحدث في النباتات البرية (الشكل 4 (أ)) تضعف في المواقع متحولة ABA (الشكل 4 (ب)) و JL-5 المسوخات ، التي تسلط الضوء على وجود إشارة مرسلة (يعتمد نشأتها و / أو انتقالها على ABA و JA) في النبات بأكمله بعد التعرض المحلي [6]. لا تزال طبيعة هذه الإشارة غير معروفة ، لكن العمل الحديث جدًا أظهر أن إمكانات الغشاء تتأثر بعد التعرض للمجالات الكهرومغناطيسية [14]. لذلك يمكن الافتراض بأن الإشارات الكهربائية (جهد الفعل و / أو احتمالية التباين) يمكن أن تكون هي الإشارة المرسلة ، مما يعني ضمناً أن الموجات الديكامترية (HF-EMF) هي عامل بيئي حقيقي.

اختبار. مستنسخ من [10] ، بإذن.

3.1.1. تعديلات الأنشطة الأنزيمية

يلخص الجدول 1 بعض الأنشطة الأنزيمية التي تم تعديلها بعد تعريض النباتات لـ HF-EMF. كما لوحظ سابقًا ، غالبًا ما يتم تنشيط استقلاب ROS بعد تعرض النبات للمجالات الكهرومغناطيسية. الأنشطة الأنزيمية مثل البيروكسيديز ، الكاتلاز ، الفائق أكسيد ديسموتاز ، أسكوربات بيروكسيديز لها زيادة مضاعفة إلى أربعة أضعاف [4 ، 7 ، 18 ، 27 ، 33]. يبقى السؤال مفتوحًا لتحديد ما إذا كان هذا يمكن أن يكون نتيجة لعمل مباشر من EMF على الأنسجة الحية. في الواقع ، فإن الطاقة المنخفضة جدًا المرتبطة بالمجال الكهرومغناطيسي عند هذه الترددات تجعلها إشعاعات غير مؤينة. لوحظ أيضًا الآثار الجانبية لارتفاع معدل التمثيل الغذائي لـ ROS: H2ا2 الإنتاج [4 ، 7] ، يزيد MDA [4 ، 7 ، 33] ، وتلف البروتين [30]. قد تشير الزيادة في بوليفينول أوكسيديز [27] وفينيل ألانين أمونيا-لياز [26] إلى استجابات الإجهاد المرتبطة بزيادة اللجنين ، وهي استجابة شائعة للنباتات للإجهاد البيئي.

يتم تقليل محتوى البروتين في فيجنا و فاسولس [27 ، 32] وكذلك في تريتيكوم [13]. لم يُعرف بعد ما إذا كان الانخفاض في محتوى البروتين ناتجًا عن زيادة في تحلل البروتين و / أو انخفاض في تخليق البروتين ، ولكن هذا قد يشكل مجالًا محفزًا للتحقيق ، حيث تشير الأدلة إلى أن اختيار mRNA من الترجمة يحدث بعد تعرض النبات لـ HF-EMF [10]. الأنشطة الأنزيمية المائي (α- و β-amylases و invertases) المسؤولة عن إنتاج السكر القابل للذوبان في البذور النابتة بعد التعرض لـ HF-EMF [12 ، 28 ، 32] ، بينما يتضاءل نشاط فوسفوريلاز النشا ، الفسفوري والذي يمكن عكسه. في المقابل ، يتسبب التعرض لـ HF-EMF في انخفاض السكر القابل للذوبان والذي قد يكون مرتبطًا بتثبيط دورة كريبس ومسار فوسفات البنتوز في بلكترانثوس (Lamiaceae) يترك بعد التعرض لـ 900 MHz EMF [29] ، مما يشير إلى أن البذور والأوراق البالغة تستجيب بطريقة مختلفة لتعرض HF-EMF. تراكم البرولين ، الذي أبلغ عنه العديد من المؤلفين [7 ، 33] ، والزيادة في انبعاث التربينويدات ومحتواها في النباتات العطرية [34] هي أيضًا استجابات كلاسيكية للنباتات للضغوط البيئية.

3.1.2. تعديل التعبير الجيني

بينما ركزت العديد من التقارير على تعديلات الأنشطة الأنزيمية بعد التعرض للمجالات الكهرومغناطيسية ، إلا أن عددًا قليلاً فقط من الدراسات يركز على تعديلات التعبير الجيني (الجدول 2). تافورو وآخرون. [44] أظهر استخدام مولد Gunn (105 جيجاهرتز) العديد من الاختلافات القابلة للتكرار في ملفات تعريف الرحلان الكهربائي للهلام ثنائي الأبعاد ، مما يدل على أنه من المحتمل أن يتغير التعبير الجيني عن طريق معالجة التعرض. جانجيد وآخرون [52] قدم دليلًا غير مباشر (ملفات تعريف RAPD) يشير إلى أن تشعيع الميكروويف عالي الطاقة (2450 ميجا هرتز ، 800 واط سم -2) يعدل التعبير الجيني في فيجنا أكونيتيفوليا، في حين أن هذه النتائج لا تستبعد التأثير الحراري المحتمل للمعالجة بالميكروويف. نبات الأرابيدوبسيس thaliana أظهرت الخلايا المستنبتة المعلقة المعرضة لـ HF-EMF (1.9 جيجاهرتز ، 8 ميغاواط سم 2) تعبيرًا تفاضليًا للعديد من الجينات (

القيم & lt 0.05) مقارنة بحالة التحكم (غير معرّضة) في تحليل المصفوفات الدقيقة [36]. معظمها خاضع للتنظيم (بينما أظهر At4g39675 و At5g10040 و AtCg00120 زيادة طفيفة انظر الجدول 2). ومع ذلك ، فإن قيمة RT-PCR تقلل من أهمية هذه الاختلافات وبالتالي خلص هؤلاء المؤلفون إلى عدم وجود تأثير HF-EMF على التعبير الجيني للنبات. على النقيض من ذلك ، أظهر التعرض القصير المدى ، والتردد العالي ، والسعة المنخفضة للموجات الكهرومغناطيسية (10 دقائق ، 900 ميجاهرتز ، 5 فولت م -1) الذي تم إجراؤه على طماطم كاملة عمرها 3 أسابيع في MSRC [5 ، 6 ، 8 ، 10] تعبيرات متغيرة عن ما لا يقل عن 5 جينات مرتبطة بالإجهاد (الجدول 2) ، مما يشير إلى أن النباتات الكاملة أكثر حساسية لـ HF-EMF من الخلايا المستنبتة. تم تكرار هذه التجارب بشكل مستقل بواسطة Rammal et al. [35] ، باستخدام فترة تعرض أطول وإعداد تعريض أقل تعقيدًا (الهاتف الخلوي). غالبًا ما تُظهر استجابات الإجهاد للنباتات نمطًا ثنائي الطور [53]: زيادة سريعة جدًا في تراكم النسخ التي تستمر من 15 إلى 30 دقيقة ، تليها عودة قصيرة إلى المستوى الأساسي ، ثم زيادة ثانية (بعد 60 دقيقة). لوحظ هذا النمط بعد تعرض الطماطم للمجالات الكهرومغناطيسية ، لذا فقد تساءلنا عن معنى مجموعة النسخ المبكرة والمتأخرة من حيث الأهمية الفسيولوجية من خلال قياس ارتباطها بالأشكال المتعددة (التي تعكس ترجمتها المفترضة إلى البروتينات). وجدنا أن مجتمع mRNA المبكر (0-15 دقيقة) كان مرتبطًا بشكل ضعيف مع polysomes ، ومع ذلك فقد تمت ترجمته بشكل سيئ ، في حين أن مجتمع mRNA المتأخر (60 دقيقة) مرتبط بشكل كبير مع polysomes [10]. تشير هذه النتيجة بقوة إلى أن مجموعة الرنا المرسال المتأخرة فقط قد يكون لها أهمية فسيولوجية لأنها الوحيدة التي تترجم بكفاءة إلى بروتينات.

3.2 مستوى النبات كله

قد تؤدي التعديلات الكيميائية الحيوية والجزيئية التي لوحظت بعد تعرض النبات للمجالات الكهرومغناطيسية والموصوفة في الفقرات السابقة إلى تغييرات مورفوجينية لتطور النبات. في الواقع ، أبلغ عدد متزايد من الدراسات عن تعديلات في نمو النبات بعد التعرض لـ HF-EMF (الجدول 3). هذه العلاجات فعالة في مراحل مختلفة من نمو النبات (البذور ، الشتلات ، أو النباتات الكاملة) وقد تؤثر على الأعضاء المختلفة أو عمليات النمو بما في ذلك إنبات البذور ونمو الساق والجذور ، مما يشير إلى أن العينات البيولوجية ذات الأحجام الصغيرة (بضعة مم) قادرة على إدراك HF-EMF. يؤدي تعرض البذور إلى EMF عمومًا إلى انخفاض معدل الإنبات [27 ، 37 ، 39] ، بينما في حالات أخرى لا يتأثر الإنبات [42] أو حتى يتم تحفيزه [16]. أظهرت الشتلات الصادرة من البذور المعرضة للمجالات الكهرومغناطيسية انخفاضًا في نمو الجذور و / أو الساق [13 ، 28 ، 32 ، 37-39 ، 41] ولكن نادرًا ما يكون لها تأثير تحفيزي [16]. تختلف هذه النقطة بشدة عن التعرض للمجالات المغناطيسية الثابتة أو المجالات الكهرومغناطيسية منخفضة التردد للغاية ، حيث تكون التأثيرات التحفيزية على النمو هي السائدة إلى حد كبير [54]. الموجات الكهرومغناطيسية عالية الطاقة النبضية قصيرة المدى (PEMF ، 4 ميكرومترs، 9.3 GHz، 320 kV m −1) يميل أيضًا إلى تحفيز إنبات بذور الفجل والجزر والطماطم وزيادة ارتفاع النبات ومساحة سطح التمثيل الضوئي في الفجل والطماطم [20] وجذور شتلات التبغ [22]. قد تكون هذه التأثيرات المختلفة لـ PEMF مقارنةً بـ HF-EMF على النباتات مرتبطة باختلافها الأساسي من حيث الخصائص الفيزيائية. كما أدى التعرض للشتلات أو النباتات (بدلاً من البذور) إلى HF-EMF بشكل عام إلى تثبيط النمو [9 ، 18 ، 27 ، 28 ، 39]. سينغ وآخرون. [7] أظهر أن تكوين الجذور (عدد الجذر والطول) يتأثر بشدة في حبوب المونج بعد التعرض لإشعاع الهاتف الخلوي ، ربما من خلال تنشيط العديد من الإنزيمات المرتبطة بالإجهاد (البيروكسيدات وأكسيداز البوليفينول). Akbal et al. [38] أظهر أن نمو الجذور انخفض بنسبة 60٪ تقريبًا في عدسة كوليناريس تتعرض البذور في حالة نائمة لإشعاع EMF بقوة 1800 ميجا هرتز. بالتزامن مع ذلك ، أبلغ هؤلاء المؤلفون عن زيادة في الإنزيمات المرتبطة بـ ROS ، وبيروكسيد الدهون ، وتراكم البرولين ، مع كون كل هذه الاستجابات مميزة لاستجابات النبات للظروف المجهدة. درس أفضل ومنصور [13] تأثير التعرض للهاتف الخلوي لمدة 72 ساعة (900 ميجاهرتز) على بذور نباتات أحادية الفلقة (القمح) وثنائية الفلقة (حبوب المونج): لم يتأثر الإنبات ، بينما أظهرت شتلات كلا النوعين تثبيطًا للنمو ، تقليل محتوى البروتين ، وزيادة قوية في الأنشطة الأنزيمية لعملية التمثيل الغذائي لـ ROS. ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن نمو شتلات الفاصوليا وشتلات اللبلاب المائية المعرضة بتردد أقل (425 ميجاهرتز ، ساعتان ، 1 ميغاواط) يتم تحفيزها بسبب زيادة استطالة الجذر الأولي [11] ، بينما طحلب البط (يمنى طفيفة، Araceae) تباطأ النمو بشكل ملحوظ ليس فقط من خلال التعرض بتردد مماثل (400 ميجاهرتز ، 4 ساعات ، 23 فولت م -1) ولكن أيضًا بعد التعرض عند 900 و 1900 ميجاهرتز لسعات مجال مختلفة (23 ، 41 ، و 390 فولت) م −1) على الأقل في الأيام الأولى بعد التعرض [18]. Surducan وآخرون. [15] وجد أيضًا تحفيزًا لنمو الشتلات في الفول والذرة بعد التعرض للمجالات الكهرومغناطيسية (2.452 جيجاهرتز ، 0.005 ميغاواط سم 2). Senavirathna وآخرون. [55] درس تأثير إشعاع المجال الكهرومغناطيسي في الوقت الحقيقي (2 جيجاهرتز ، 1.42 وات م 2) على النمو الفوري في النباتات المائية ، ريشة الببغاء (ميريوفيلوم أكواتيكوم، Haloragaceae) ، باستخدام تقلبات معدل استطالة مقياس النانومتر. أظهر هؤلاء المؤلفون أن النباتات المعرضة للمجالات الكهرومغناطيسية أظهرت معدلات تذبذب منخفضة استمرت لعدة ساعات بعد التعرض ، مما يشير بقوة إلى أن عملية التمثيل الغذائي للنباتات واجهت موقفًا مرهقًا. وتجدر الإشارة إلى أن التعرض لم يسبب أي تسخين للمصنع (كما تم قياسه باستخدام التصوير الحراري الحساس). حدث نوع آخر من التغيرات المورفولوجية أيضًا بعد تعرض النبات لـ HF-EMF: تحريض خلايا البشرة في الكتان [44] ، أو انسداد برعم الزهرة [43] ، أو زيادة عدد عقيدات تثبيت النيتروجين في البقول [42] ، أو تأخير انخفاض نمو البقول. المحور الثانوي في روزا [45].

قد تكون انخفاضات النمو هذه مرتبطة بإمكانية التمثيل الضوئي المنخفضة منذ Răcuciu et al. [40] أظهر أن تعريض شتلات الذرة البالغة من العمر 12 يومًا إلى 0.47 واط كجم -1 1 جيجاهرتز EMF يؤدي إلى انخفاض محتوى صبغة التمثيل الضوئي: كان التناقص مهمًا بشكل خاص في الكلوروفيل أ ، والذي تم تقليله بنسبة 80٪ بعد 7 ساعات من التعرض . Ursache et al. [56] أظهر أن تعرض شتلات الذرة للميكروويف (1 ميجا وات سم 2 ، 10.75 جيجا هرتز) تسبب أيضًا في انخفاض محتوى الكلوروفيل أ و ب. وبالمثل ، وجد حمادة [57] انخفاضًا في محتوى الكلوروفيل في الشتلات التي يبلغ عمرها 14 يومًا بعد تعريض الشتلات لمدة 75 دقيقة عند 10.5 جيجا هرتز. كومار وآخرون. أظهرت انخفاضًا بنسبة 13٪ في الكلوروفيل الكلي بعد 4 ساعات من تعرض شتلات الذرة إلى 1800 ميجاهرتز (332 ميجاوات م 2). قد تكون هذه التعديلات مرتبطة بنشاط التمثيل الضوئي غير الطبيعي ، والذي يعتمد على العديد من المعلمات ، بما في ذلك محتوى الكلوروفيل والكاروتينويد. Senavirathna وآخرون. [58] أظهر أن تعريض الطحالب إلى 2-8 جيجاهرتز ، 45-50 فولت م -1 يسبب تغيرات في التبريد غير الاصطناعي ، مما يشير إلى حالة إجهاد محتملة. ثلاثة أنواع عطرية تنتمي إلى عائلة Apiaceae (بتروسلينوم كريسبوم, Apium Gravolens, وأنيثوم مقابر) تستجيب بقوة للنظام العالمي لإشعاع الاتصالات المتنقلة (GSM ، 0.9 جيجاهرتز ، 100 ميغاواط سم 2) أو تعرض الشبكة المحلية اللاسلكية (WLAN ، 2.45 جيجاهرتز ، 70 ميغاواط سم 2) عن طريق تقليل معدل الاستيعاب الصافي (أكثر من 50٪ ) والتوصيل الفموي (20-30٪) [34].

4. الخاتمة وآفاق المستقبل

يسلط عدد متزايد من التقارير الضوء على الاستجابات البيولوجية للنباتات بعد التعرض لـ HF-EMF على المستوى الجزيئي وعلى مستوى النبات بأكمله. ومع ذلك ، فإن ظروف التعرض بعيدة كل البعد عن كونها موحدة وتوضح تنوع ظروف التعرض المستخدمة. ومع ذلك ، يجب أن يتجنب العمل المستقبلي التعرض في ظروف المجال القريب (أي في المنطقة المجاورة مباشرة لهوائي البث) حيث يكون المجال غير مستقر ويصعب تحديد خصائصه. وبالمثل ، يجب تجنب استخدام أجهزة الاتصال (مثل الهواتف المحمولة) كمصادر للانبعاثات لأنه قد يكون من الصعب التحكم بسهولة في ظروف التعرض بسبب الأتمتة المدمجة التي قد تتغلب على الإعداد التجريبي. يفضل استخدام الأجهزة المتخصصة (خلايا TEM ، وخلية GTEM ، والموجهات الموجية ، و MSRC ، وما إلى ذلك) التي يمكن من خلالها تحقيق تحكم دقيق في حالة التعرض.

استعرض شكورباتوف [59] مؤخرًا آليات التفاعلات الممكنة للمجالات الكهرومغناطيسية مع الكائنات الحية. بينما تم ملاحظة الأهداف الكلاسيكية (التفاعل مع الأغشية والجذور الحرة والأنظمة التنظيمية داخل الخلايا) في النباتات ، لا تزال هناك حاجة إلى تفسير مقنع للآلية الدقيقة لتفاعل HF-EMF مع المواد الحية. تم اقتراح تفسير بديل (أي الرنين الكهرومغناطيسي الذي تم تحقيقه بعد التحفيز عالي التردد للغاية والذي يتطابق مع نوع من بنية الأعضاء) أيضًا من أجل EMF عالي التردد (عدة عشرات من GHz) [60]. ومع ذلك ، فإن حقيقة هذه الظاهرة في الجسم الحي (تمت دراستها في الوقت الحالي فقط من خلال عمليات المحاكاة العددية) ولم يتم بعد إثبات مساهمتها الرسمية في تنظيم تطوير النبات بشكل تجريبي. أمات وآخرون [61] اقترح أن تأثيرات الضوء على النباتات نشأت ليس فقط من خلال الكروموفور ، ولكن أيضًا من خلال المجالات الكهربائية المتناوبة التي يتم تحفيزها في الوسط والتي يمكن أن تتفاعل مع الهياكل القطبية من خلال التحولات ثنائية القطب. الأهداف المرتبطة المحتملة (نسبة ATP / ADP ، تخليق ATP ، وتنظيم Ca 2+) هي أيضًا تلك الأهداف المتأثرة بالتعرض لـ HF-EMF [10]. لذلك يمكن التكهن بأن HF-EMF قد تستخدم آليات مماثلة. تُعرف المسارات المستهدفة ، وخاصة استقلاب الكالسيوم 2+ ، بقدرتها على تعديل استجابات النباتات المتعددة للإجهاد البيئي. بينما لا تزال هناك حاجة إلى فهم أعمق لاستجابات النبات لـ HF-EMF ، قد تبدأ هذه العلاجات مجموعة من الاستجابات الجزيئية التي قد تؤثر على مقاومة النبات للضغوط البيئية ، كما هو موضح بالفعل في القمح لـ CaCl2 [62] أو الأشعة فوق البنفسجية [63] ، وتشكل استراتيجية قيمة لزيادة مقاومة النبات للظروف البيئية المجهدة.

تضارب المصالح

يعلن المؤلفون أنه لا يوجد تضارب في المصالح فيما يتعلق بنشر هذه الورقة.

شكر وتقدير

يود المؤلفون أن يعربوا عن امتنانهم لـ LRC BIOEM ("Laboratoire de Recherche Conventionné" - LRC no. 002-2011-CEA DAM / Institut Pascal) لدعمها المالي.

مراجع

  1. A. Balmori ، "التلوث الكهرومغناطيسي من هوائيات الهاتف. التأثيرات على الحياة البرية ، " الفيزيولوجيا المرضية، المجلد. 16 ، لا. 2-3 ، ص 191-199 ، 2009. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  2. H. Kleinlogel و T. Dierks و T. Koenig و H. Lehmann و A. Minder و R. Berz ، "تأثيرات الهاتف المحمول الضعيف & # x2014 المجالات الكهرومغناطيسية (GSM ، UMTS) على الرفاهية والراحة ، EEG ،" الكهرومغناطيسية الحيوية، المجلد. 29 ، لا. 6، pp.479–487، 2008. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  3. A. Vian و C. Faure و S. Girard et al. ، "تستجيب النباتات للإشعاعات الشبيهة بنظام GSM ،" تشوير النبات & # x26 السلوك، المجلد. 2 ، لا. 6 ، ص 522-524 ، 2007. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  4. M. Tkalec و K. Malari & # x107 و B. Pevalek-Kozlina ، "يؤدي التعرض لإشعاع الترددات الراديوية إلى الإجهاد التأكسدي في الطحلب البطي يمنى طفيفة L. ، " علم البيئة الكلية، المجلد. 388 ، لا. 1 & # x20133 ، الصفحات 78-89 ، 2007. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  5. D. Roux ، A. Vian ، S. Girard et al. ، "تثير الحقول الكهرومغناطيسية (900 & # x2009MHz) استجابات جزيئية متسقة في نباتات الطماطم ،" فيزيولوجيا بلانتاروم، المجلد. 128 ، لا. 2، pp.283–288، 2006. View at: Google Scholar
  6. & # xc9. Beaubois ، S. النبات والخلية والبيئة، المجلد. 30 ، لا. 7، pp.834–844، 2007. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  7. سينغ ، ف.P. Sharma و D. R. Batish و R.K Kohli ، "تؤثر إشعاعات المجال الكهرومغناطيسي للهاتف الخلوي على تكوين الجذور من خلال إضعاف العمليات الكيميائية الحيوية ،" المراقبة البيئية والتقييم، المجلد. 184 ، لا. 4، pp. 1813–1821، 2012. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  8. A. Vian ، D. Roux ، S. Girard et al. ، "يؤثر تشعيع الميكروويف على التعبير الجيني في النباتات ،" إشارات النبات والسلوك، المجلد. 1 ، لا. 2 ، ص 67-69 ، 2006. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  9. M. N. Halgamuge و S. K. Yak و J.L Eberhardt ، "انخفاض نمو شتلات فول الصويا بعد التعرض لإشعاع الميكروويف الضعيف من الهاتف المحمول GSM 900 والمحطة الأساسية ،" الكهرومغناطيسية الحيوية، المجلد. 36 ، لا. 2، pp.87–95، 2015. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  10. D. Roux ، A. Vian ، S. Girard et al. ، "التردد العالي (900 & # x2009 ميجاهرتز) السعة المنخفضة (5 & # x2009V m & # x22121) المجال الكهرومغناطيسي: حافز بيئي حقيقي يؤثر على النسخ والترجمة والكالسيوم والطاقة شحن بالطماطم ، " بلانتا، المجلد. 227 ، لا. 4 ، ص 883-891 ، 2008. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  11. جيه. أ. ستراتون ، النظرية الكهرومغناطيسية، ماكجرو هيل ، نيويورك ، نيويورك ، الولايات المتحدة الأمريكية ، 1941.
  12. في بي شارما ، إتش بي سينغ ، آر كيه كوهلي ، ودي آر باتيش ، "إشعاع الهاتف المحمول يمنع فيجنا رادياتا (مونج الفول) نمو الجذور عن طريق إحداث الإجهاد التأكسدي ، " علم البيئة الكلية، المجلد. 407 ، لا. 21، pp. 5543–5547، 2009. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  13. أفضل وس. منصور ، "تأثير إشعاعات الهاتف المحمول على البارامترات المورفولوجية والكيميائية الحيوية لفول مونج (فيجنا رادياتا) والقمح (Triticum aestivum) الشتلات " المجلة الآسيوية للعلوم الزراعية، المجلد. 4 ، لا. 2 ، ص 149-152 ، 2012. عرض على: الباحث العلمي من Google
  14. M.DHJ.Senavirathna and T. Asaeda ، "الإشعاع الكهرومغناطيسي للترددات الراديوية يغير الجهد الكهربائي لـ ميريوفيلوم أكواتيكوم,” بيولوجيا بلانتاروم، المجلد. 58 ، لا. 2، pp.355–362، 2014. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  15. سوردوكان ، في.سوردوكان ، أ.بوتيوك-كيول ، وأ.هالجاماغي ، "تجارب تشعيع الموجات الدقيقة على العينات البيولوجية ،" Studia Univesitas Babes-Bolyai Biologia، المجلد. 58 ، لا. 1، pp.83–98، 2013. View at: Google Scholar
  16. P. Jinapang و P. Prakob و P. Wongwattananard و N.E Islam و P. Kirawanich ، "خصائص نمو حبوب المونج والتلال المائية المعرضة للحقول الكهرومغناطيسية 425 ميجا هرتز ،" الكهرومغناطيسية الحيوية، المجلد. 31 ، لا. 7 ، ص 519-527 ، 2010. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  17. كروفورد ، "إنشاء حقول EM القياسية باستخدام خلايا نقل TEM ،" معاملات IEEE على التوافق الكهرومغناطيسي، المجلد. 16 ، لا. 4 ، ص 189 - 195 ، 1974. عرض على: الباحث العلمي من Google
  18. M. Tkalec ، K. Malari & # x107 ، and B. Pevalek-Kozlina ، "تأثير الحقول الكهرومغناطيسية 400 و 900 و 1900 ميغاهرتز على يمنى طفيفة النمو ونشاط البيروكسيداز ، " الكهرومغناطيسية الحيوية، المجلد. 26 ، لا. 3، pp. 185–193، 2005. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  19. L.M Liu ، و F. Garber ، و S. F. الكهرومغناطيسية الحيوية، المجلد. 3 ، لا. 2، pp. 203–212، 1982. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  20. A. Radzevi & # x10dius ، S. Sakalauskiene ، M. Dagys et al. ، "تأثير إشعاع الحقل الكهربائي بالميكروويف القوي على: (1) إنبات بذور الخضروات ومعدل نمو الشتلات ،" زمديربيست، المجلد. 100 ، لا. 2، pp. 179–184، 2013. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  21. S. Lall & # xe9ch & # xe8re، S. التجريب ، " التقدم في أبحاث الكهرومغناطيسية ب، المجلد. 26 ، ص 257-290 ، 2010. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  22. كوجالنيسيانو ، إم رادو ، دي.فولوجيا ، وأ. بريزيانو ، "تعزز النبضات القصيرة عالية الجهد تمايز البراعم العرضية عن شتلات التبغ السليمة ،" علم الأحياء الكهربائية والمغناطيسية، المجلد. 19 ، لا. 2، pp. 177–187، 2000. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  23. K. Dymek ، P. Dejmek ، V. Panarese et al. ، "تأثير المجال الكهربائي النبضي على إنبات بذور الشعير ،" LWT & # x2014 علوم وتكنولوجيا الأغذية، المجلد. 47 ، لا. 1، pp. 161–166، 2012. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  24. B. Cadilhon و L. P & # xe9castaing و S. Vauchamp و J. Andrieu و V. Bertrand و M. Lalande ، "تحسين هوائي النطاق العريض للغاية للتطبيقات العابرة عالية الطاقة ،" أفران الميكروويف والهوائيات والتكاثر IET، المجلد. 3 ، لا. 7، pp.1102–1109، 2009. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  25. م. المجال الكهرومغناطيسي والصحة والبيئة، A. Krawczyk، R. Kubacki، S. Wiak، and C. Lemos Antunes، Eds.، vol. 29 من دراسات في الكهرومغناطيسية التطبيقية والميكانيكا، الصفحات من 142 إلى 148 ، مطبعة IOS ، أمستردام ، هولندا ، 2008. عرض على: الباحث العلمي من Google
  26. D.B. Jones ، G. P. Bolwell ، و G.J.Gilliatt ، "التضخيم ، بواسطة الحقول الكهرومغناطيسية النبضية ، لمنظم نمو النبات الذي يسببه فينيل ألانين أمونيا-لياز أثناء التمايز في الخلايا النباتية المستزرعة المعلقة ،" علم الأحياء الكهرومغناطيسي والطب، المجلد. 5 ، لا. 1، pp.1-12، 1986. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  27. في.شارما ، إتش بي سينغ ، دي آر باتيش ، وآر كيه كوهلي ، "تؤثر إشعاعات الهاتف الخلوي على النمو المبكر للورق المشع (مونج بين) من خلال التعديلات الكيميائية الحيوية ،" Zeitschrift f & # xfcr Naturforschung C، المجلد. 65 ، لا. 1-2 ، ص 66-72 ، 2010. عرض على: الباحث العلمي من Google
  28. Kumar ، H. P. Singh ، D.R Batish ، S. Kaur ، and R.K Kohli ، "إشعاعات EMF (1800 & # x2009MHz) - أعاقت نمو الشتلات المبكرة للذرة (زيا ميس) يتضمن تغييرات في استقلاب النشا والسكروز ، " البروتوبلازما، الصفحات من 1 إلى 7 ، 2015. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  29. M. Kouzmanova، M. Dimitrova، D. Dragolova، G. Atanasova، and N. Atanasov، "التعديلات في أنشطة الإنزيم في الأوراق بعد التعرض Plectranthus Sp. النباتات إلى المجال الكهرومغناطيسي 900 & # x2009MHZ ، " التكنولوجيا الحيوية & # x26 معدات التكنولوجيا الحيوية، المجلد. 23، ملحق 1، ص 611-615، 2009. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  30. S. Radic ، و P. Cvjetko ، و K. Malaric ، و M. Tkalec ، و B. Pevalek-Kozlina ، "المجال الكهرومغناطيسي للترددات الراديوية (900 & # x2009MHz) يتسبب في تلف مؤكسد للحمض النووي والأغشية الحيوية في خلايا إطلاق التبغ (Nicotiana tabacum) ،" في وقائع الميكروويف الدولي IEEE / MTT-S، ص 2213-2216، IEEE، هونولولو، هاواي، الولايات المتحدة الأمريكية، يونيو 2007. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  31. Y.-P. تشين ، ج. جيا و Y.-J. وانغ ، "يمكن أن يؤدي استخدام الميكروويف الضعيف إلى تعزيز تحمل شتلات القمح لإجهاد الملح ،" مجلة تنظيم نمو النبات، المجلد. 28 ، لا. 4 ، ص 381-385 ، 2009. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  32. في.شارما ، جي سينغ ، وآر ك. كوهلي ، "تأثير EMF للهاتف المحمول على التغيرات البيوكيميائية في الشتلات الناشئة من فاسولس أوريوس Roxb ، " إيكوسكان، المجلد. 3 ، لا. 3-4 ، الصفحات من 211 إلى 214 ، 2009. عرض على: الباحث العلمي من Google
  33. زاري ، س. محسن زاده ، وأ. مرادشاهي ، "الموجات الكهرومغناطيسية من نظام GSM لمحاكاة الهاتف المحمول والضغط اللاأحيائي في زيا ميس L ، " مجلة التغذية & # x26 علوم الغذاء، المجلد. س 11 ، ص. 3 ، 2015. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  34. م. سوران ، إم ستان ، & # xdc. Niinemets و L. Copolovici ، "تأثير الإشعاع الكهرومغناطيسي بتردد الميكروويف على انبعاث ومحتوى التربين في النباتات العطرية ،" مجلة فسيولوجيا النبات، المجلد. 171 ، لا. 15، pp.1436–1443، 2014. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  35. رمال ، ف. جباي ، هـ. رمال ، و. هـ. جمعة ، "آثار التعرض طويل المدى لإشعاعات RF / MW على التعبير عن mRNA لبروتينات الإجهاد في Lycopersicon esculentum,” معاملات WSEAS في علم الأحياء والطب الحيوي، المجلد. 11 ، الصفحات من 10 إلى 14 ، 2014. عرض على: الباحث العلمي من Google
  36. J.C. Engelmann ، R. Deeken ، T.M & # xfcller ، G. Nimtz ، M.R.G Roelfsema ، and R. Hedrich ، "هل يتأثر النشاط الجيني في الخلايا النباتية بالإشعاع UMTS؟ نهج الجينوم الكامل ، " التقدم والتطبيقات في المعلوماتية الحيوية والكيمياء، المجلد. 1، pp. 71–83، 2008. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  37. A. Scialabba و C. Tamburello ، "تأثيرات الميكروويف على إنبات ونمو الفجل (رافانوس ساتيفوس L.) الشتلات ، " اكتا بوتانيكا جاليكا، المجلد. 149 ، لا. 2 ، ص 113 - 123 ، 2002. عرض على: الباحث العلمي من Google
  38. Akbal و Y. Kiran و A. Sahin و D. Turgut-Balik و H.H Balik ، "تأثيرات الموجات الكهرومغناطيسية المنبعثة من الهواتف المحمولة على الإنبات ونمو الجذور والانقسام الانقسامي لخلية طرف الجذر عدسة كوليناريس Medik ، " المجلة البولندية للدراسات البيئية، المجلد. 21 ، لا. 1، pp. 23–29، 2012. View at: Google Scholar
  39. Y. C. Chen و C. Chen ، "تأثيرات إشعاع الهاتف المحمول على الإنبات والنمو المبكر لأنواع مختلفة من الفاصوليا ،" المجلة البولندية للدراسات البيئية، المجلد. 23 ، لا. 6، pp. 1949–1958، 2014. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  40. M. R & # x103cuciu و C. Iftode و S.Miclaus ، "التأثيرات المثبطة للإشعاع الحراري المنخفض للترددات الراديوية على المعلمات الفسيولوجية لنمو الشتلات Zea mays ،" المجلة الرومانية للفيزياء، المجلد. 60 ، لا. 3-4 ، ص 603-612 ، 2015. عرض على: الباحث العلمي من Google
  41. راجا ، إس ميشرا ، في راماشاندران ، إم إس بهاتيا ، "تأثيرات حقول الميكروويف منخفضة الطاقة على إنبات البذور ومعدل نموها ،" مجلة التحليل الكهرومغناطيسي والتطبيقات، المجلد. 3 ، لا. 5، pp.165–171، 2011. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  42. S. Sharma and L. Parihar ، "تأثير إشعاع الهاتف المحمول على تكوين العقيدات في النباتات البقولية ،" مجلة البيئة العالمية الحالية، المجلد. 9 ، لا. 1، pp.145–155، 2014. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  43. A. O. Oluwajobi ، و O. A. Falusi ، و N. A. Zubbair ، "تم تقليل انبعاث براعم الزهرة في الكركديه بواسطة الإشعاع من سارية GSM ،" البيئة والتلوث، المجلد. 4 ، لا. 1 ، ص 53-57 ، 2015. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  44. إم تافورو ، M.-C. Verdus ، V. Norris et al. ، "حساسية النبات للإشعاع الكهرومغناطيسي منخفض الكثافة 105 & # x2009 جيجا هرتز ،" الكهرومغناطيسية الحيوية، المجلد. 25 ، لا. 6 ، الصفحات 403-407 ، 2004. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  45. A. Gr & # xe9miaux ، S. Girard ، V. Gu & # xe9rin et al. ، "يؤدي التعرض للمجال الكهرومغناطيسي منخفض السعة وعالي التردد إلى تأخير النمو وانخفاضه في Rosa hybrida ،" مجلة فسيولوجيا النبات، المجلد. 190 ، ص 44-53 ، 2016. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  46. بيرديناس توريس ، نظم التعرض وقياس الجرعات للدراسات واسعة النطاق في الجسم الحي [دكتوراه. فرضية]، المعهد الفدرالي السويسري للتكنولوجيا ، Z & # xfcrich ، سويسرا ، 2007.
  47. M. J. Van Wyk و M. Bingle و F. U. الكهرومغناطيسية الحيوية، المجلد. 26 ، لا. 6 ، ص 502-509 ، 2005. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  48. S. Micl & # x103u & # x15f and M. R & # x103cuciu ، "دراسة قياس الجرعات للتعرض التجريبي للأنسجة النباتية لمجالات التردد الراديوي ،" في المجال الكهرومغناطيسي والصحة والبيئة، A. Krawczyk، R. Kubacki، S. Wiak، and C. Lemos Antunes، Eds.، vol. 29 من دراسات في الكهرومغناطيسية التطبيقية والميكانيكا، الصفحات من 133 إلى 141 ، مطبعة IOS ، أمستردام ، هولندا ، 2008. عرض على: الباحث العلمي من Google
  49. J. Le & # xf3n و M.C Castillo و A. Coego و J. Lozano-Juste و R. Mir ، "تفاعلات وظيفية متنوعة بين أكسيد النيتريك وحمض الأبسيسيك في نمو النبات والاستجابة للإجهاد ،" مجلة علم النبات التجريبي، المجلد. 65 ، لا. 4 ، ص 907-921 ، 2014. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  50. Y.-P. تشين ، ج. جيا و X.-L. هان ، "يمكن للميكروويف الضعيف أن يخفف من نقص المياه الناجم عن الإجهاد التناضحي في شتلات القمح ،" بلانتا، المجلد. 229 ، لا. 2، pp.291–298، 2009. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  51. Z.-B. Qiu ، J.-L. قوه ، M.-M. تشانغ ، م. Lei و Z.-L. Li ، "يعمل أكسيد النيتريك كجزيء إشارة في المعالجة بالميكروويف التي تسببها تحمل الكادميوم في شتلات القمح ،" اكتا فيزيولوجيا بلانتاروم، المجلد. 35 ، لا. 1 ، ص 65-73 ، 2013. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  52. R.K. Jangid و R. Sharma و Y. Sudarsan و S. Eapen و G. Singh و A.K Purohit ، "تسبب العلاج بالموجات الدقيقة في حدوث طفرات وتغيير التعبير الجيني في فيجنا أكونيتيفوليا,” بيولوجيا بلانتاروم، المجلد. 54 ، لا. 4، pp. 703–706، 2010. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  53. A. Vian ، C. Henry-Vian ، و E. Davies ، "التراكم السريع والمنهجي لنصوص البروتينات المرتبطة بالبروتينات الخضراء بعد تحفيز اللهب في الطماطم ،" فيزياء النبات، المجلد. 121 ، لا. 2 ، ص 517-524 ، 1999. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  54. J. A. Teixeira da Silva and J. Dobr & # xe1nszki، "الحقول المغناطيسية: كيف يتأثر نمو النبات وتطوره؟" البروتوبلازما، 2015. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  55. M.DH J. Senavirathna، T. Asaeda، B. ميريوفيلوم أكواتيكوم (ريشة الببغاء) تم تغيير جذعها عن طريق الإشعاع الكهرومغناطيسي للترددات الراديوية ، " إشارات النبات والسلوك، المجلد. 9 ، لا. 4 ، معرف المقالة e28590 ، 2014. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  56. إم أورساش ، ج. ميندرو ، دي إي كرينج & # x103 ، إف إم توفيسكو ، وسي.جويتشينو ، "تأثيرات الموجات الكهرومغناطيسية عالية التردد على النبات ،" المجلة الرومانية للفيزياء، المجلد. 5 ، لا. 1-2 ، ص 133 - 145 ، 2009. عرض على: الباحث العلمي من Google
  57. محمد حمادة ، "تأثيرات المعالجة بالميكروويف على النمو ، أصباغ التمثيل الضوئي وبعض مستقلبات القمح". بيولوجيا بلانتاروم، المجلد. 51 ، لا. 2، pp.343–345، 2007. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  58. M.DH J. Senavirathna، A. Takashi، and Y. Kimura، "التعرض لفترة قصيرة للإشعاع الكهرومغناطيسي بالترددات الراديوية يغير من تألق الكلوروفيل في الأعشاب البط (Lemna min) ،" علم الأحياء الكهرومغناطيسي والطب، المجلد. 33 ، لا. 4، pp.327–334، 2014. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  59. Y. Shckorbatov ، "المناهج الرئيسية لدراسة آليات عمل المجالات الكهرومغناطيسية الاصطناعية على الخلية ،" مجلة الأنظمة الكهربائية و # x26 الإلكترونية، المجلد. 3 ، لا. 2 ، 2014. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  60. A. M. Pietak ، "دليل هيكلي على الرنين الكهرومغناطيسي في تشكل النبات ،" الأنظمة الحيوية، المجلد. 109 ، لا. 3، pp.367–380، 2012. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  61. أمات ، ج. ريجاو ، آر دبليو واينانت ، آي كيه إيليف ، وجيه جيه أندرس ، "يمكن للحقل الكهربائي الناجم عن الضوء أن يفسر الاستجابات الخلوية للطاقة الكهرومغناطيسية: فرضية الآلية ،" مجلة الكيمياء الضوئية والبيولوجيا الضوئية ب: علم الأحياء، المجلد. 82 ، لا. 2، pp.152–160، 2006. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  62. Z. Qiu و J. Li و Y. Zhang و Z. Bi و H. Wei ، "يمكن للمعالجة بالميكروويف أن تعزز تحمل شتلات القمح مع CdCl2 ضغط عصبى،" علم السموم البيئية والسلامة البيئية، المجلد. 74 ، لا. 4، pp.820–825، 2011. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  63. Y.-P. Chen ، "العلاج بالموجات الدقيقة لمدة ثماني ثوانٍ يحمي خلايا Isatis indigotica من الآفات المحسنة للإشعاع UV-B ،" الكيمياء الضوئية والبيولوجيا الضوئية، المجلد. 82 ، لا. 2، pp.503–507، 2006. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل

حقوق النشر

حقوق النشر & # xa9 2016 Alain Vian et al. هذا مقال مفتوح الوصول يتم توزيعه بموجب ترخيص Creative Commons Attribution License ، والذي يسمح بالاستخدام غير المقيد والتوزيع والاستنساخ في أي وسيط ، بشرط الاستشهاد بالعمل الأصلي بشكل صحيح.


هل يمكن أن تؤذيك موجات الراديو؟

من المستحيل عدم التغاضي عن مزايا التكنولوجيا اللاسلكية التي تعتمد بشكل كبير على موجات الراديو. لقد حسنت التكنولوجيا بشكل كبير من جودة الحياة والطريقة التي يمكننا بها البقاء على اتصال مع أحبائنا. أثناء مناقشة التهديدات التي تشكلها موجات الراديو ومحاولة الإجابة "هل يمكن لموجات الراديو أن تؤذيك؟" يجب أن نفهم أن هناك فئتين رئيسيتين من الموجات الكهرومغناطيسية:

مؤين

الموجات الكهرومغناطيسية المؤينة مثل الأشعة السينية وأشعة جاما لديها القدرة على إحداث أضرار جسيمة. ومع ذلك ، لا يحدث ضرر للحمض النووي والخلايا إلا عندما يحدث التعرض المفرط. يمكن لموجات الراديو المؤينة أن تسبب المرض أو الحروق أو السرطان.

غير المؤينة

لا تحمل الموجات الكهرومغناطيسية غير المؤينة طاقة كافية في فوتوناتها لتؤين أو تكسر الذرات والخلايا.

موجات الراديو التي تنبعث من الهواتف المحمولة لديها إشعاع طاقة أقل ولا يمكن أن تسبب أضرارًا لخلايانا. تنتج الأشعة تحت الحمراء والضوء المرئي والميكروويف أيضًا إشعاعات أقل للطاقة وهي آمنة تمامًا.

لمزيد من التمثيل البصري والعملي للموجات الكهرومغناطيسية التي تعتبر مؤينة وغير مؤينة ، يرجى الرجوع إلى الرسم البياني أدناه.


5 إجابات 5

كما ذكرت في إجابتي على السؤال المرتبط ، فإن المتطلبات التطورية للاتصال اللاسلكي هي في الأنواع القادرة على تعجيل مجموعة متنوعة من المعادن في مجموعة متنوعة من الأشكال وبيئة غنية بالمعادن.

في البداية ، قد تتطور الأنواع السليفة لاستخدام المعدن لتعزيز معدلات انتقاله العصبي لأن النقل الكهربائي أسرع بكثير من نظام إزالة الاستقطاب لبوابة الصوديوم في الأعصاب البشرية ، وهي بحد ذاتها استراتيجية مفيدة للغاية من الناحية التطورية.

من المحتمل أن المخلوقات التي تستخدم المعدن كمعزز لمعدل التوصيل العصبي قد وجدت أن الأعصاب غير المحمية قد تسبب إشعاعًا يمكن اكتشافه ليس فقط داخل جسم الكائن نفسه ، ولكن في الكائنات الأخرى أيضًا. نظرًا لأن التوصيل العصبي الأسرع يعد ميزة كبيرة جدًا بحيث لا يمكن التخلي عنها ، فقد تطور التدريع ، ربما عن طريق تمرير الأعصاب عبر مراكز العظام المعدنية ، أو ربما عن طريق تغليف الخلايا العصبية الفردية في المعدن.

ومع ذلك ، فإن إمكانيات انتقال الإشعاع الكهرومغناطيسي واكتشافه يعني أنه لم تكن جميع الأعصاب المعدنية قد تطورت لتكون محمية تمامًا ، ويمكن حماية بعضها جزئيًا واستخدامها للكشف عن الإشعاع الكهرومغناطيسي.

لذلك ، طورنا كائنات تنبعث منها طاقة الترددات الراديوية كمنتج ثانوي لنشاطها العصبي. من هناك ، بمجرد تطور التدريع لتقليل الحديث المتبادل بين الألياف العصبية ، يتطلب الكشف عن تسرب الترددات الراديوية أجهزة استقبال أكثر حساسية. إلى جانب ذلك ، فإن أي خلايا عصبية غير محمية عن عمد ستصدر طاقة RF يمكن اكتشافها على نطاق أكبر.

نظرًا لوجود ميزة دائمًا في القدرة على الاتصال على مسافات أطول ، فإن تطور كومة مكدسة من الخلايا المزيلة للاستقطاب (كما يحدث في الثعابين الكهربائية) يسمح بجهد إرسال أعلى ، وبالتالي طاقة ونطاق أعلى.

ثم نصل إلى نقطة النطاق الترددي. من المرجح أن يبدأ انبعاث الإشعاع الكهرومغناطيسي عند ترددات لاسلكية منخفضة ، ولكن من الممكن تمامًا أن تتطور الآليات لزيادة تواتر الإشعاع المنبعث. نظرًا لأن نظامًا من هذا النوع يمكن أن يكون له عمليا كل خلية عصبية تقود مرسل كهرومغناطيسي بتردد مختلف ، يمكن تحقيق عرض النطاق الترددي العالي من خلال التغييرات السريعة في سعة الإشارة والتردد المسموح به باستخدام إشعاع كهرومغناطيسي عالي التردد ، وكذلك عن طريق تعدد الإرسال - باستخدام العديد من الترددات في وقت واحد. قد يسمح هذا في النهاية بعرض نطاق ترددي متطور أكبر بعدة مرات من اتصال Wi-Fi الخاص بنا ، والذي قد يكون أيضًا اتجاهيًا إلى حد ما. حجة أخرى لترددات الراديو والميكروويف الأعلى هي أن الهوائيات الأصغر مطلوبة.

نظرًا لأن كل هذا النطاق الترددي يمكن تحقيقه بسهولة نسبيًا من الناحية التطورية - ببساطة عن طريق تكرار الأعضاء ذات الصلة - فلا يوجد سبب يمنع الكائنات من التطور للاستفادة من هذا النطاق الترددي. نظرًا لوجود أعلى مستويات الذكاء للأنواع على الأرض في تلك المخلوقات ذات الحياة الاجتماعية النشطة (وهذه القدرة توفر حياة اجتماعية رائعة) ، فإن تطور الذكاء أمر مفروغ منه إلى حد كبير.

بالنظر إلى أن الأنواع الواعية التي تستخدم الأدوات التي يمكنها التواصل عبر الترددات الراديوية في ما يُحتمل أن تكون ذات نطاقات عالية ، فمن غير المرجح أن يتمكن البشر بسهولة من تطوير مترجم لهذه اللغة الغريبة ، لا سيما بالنظر إلى أنه من المرجح أن تكون متعددة الإرسال وكلا الترددين- ومعدل الاتساع ، بالإضافة إلى السرعة والخصوصية بدلاً من اتباع أي قواعد بسيطة كما هو الحال في الاتصالات RF التي يصنعها الإنسان. من المرجح أن تتعلم هذه المخلوقات - إذا حدث لها أن الصوت يستخدم لتوصيل الأفكار ، وهو اقتراح غير مرجح نظرًا لقدرتها المتأصلة على مشاركة المعالجة - أن تتعلم الفهم والتواصل مع البشر باستخدام اللغة البشرية ، من المحتمل أن يكون عرض النطاق الترددي أقل وتعقيدًا.

بالطبع ، نظرًا لأننا نتحدث عن التطور ، يجب أن تحدث ميزة تطورية مثل علم الأعصاب المعزز بالمعادن في مرحلة مبكرة جدًا من التاريخ التطوري للأنواع. هذا يعني أنه - بفضل الاختلاف التطوري - سيكون هناك على الأرجح عدد كبير من الأنواع في هذا العالم تنبعث منها طاقة RF إلى حد أكبر أو أقل.

يمكننا أن نتوقع أنه في مجموعات الكائنات التي لديها علم أعصاب غير محمي ، فإن "ضوضاء" خلاياها العصبية ستكون منارة لحواس الترددات الراديوية للحيوانات المفترسة ، لا سيما أولئك الذين لديهم خلايا عصبية محمية بأنفسهم ، وبالتالي يكون لديهم ضوضاء خلفية أقل يمكنهم من خلالها "سماع" فرائسهم. من هذا المنطلق ، يمكننا أن نتوقع أن هذه قد تكون فريسة سهلة لمثل هذه الحيوانات المفترسة ، وبالتالي ستكون عرضة لاعتماد استراتيجية r.

كانت الأنواع الأخرى قد تطورت للتواصل عبر الترددات الراديوية إلى حد أكبر أو أقل يمكننا أن نتوقع مجموعة متنوعة من هذه المخلوقات التي تشغل منافذ متعددة ، على الرغم من أن نطاق الاتصالات للترددات الراديوية يمكن توقع أن يكون الكثير منها على الأقل قليلاً أكثر ذكاءً من الأنواع المكافئة للأرض ، ويرجع ذلك أساسًا إلى الفرص الأكبر للتفاعل الاجتماعي.

فيما يتعلق بالبيئة ، هناك ضرورة عمليا لتوفير المزيد من المعادن. هذا لا يمنع وجود جو من الأكسجين ، ولكن قد تكون هناك مستويات من الغبار الجوي الذي يحتوي على معادن ثقيلة من شأنها أن يكون لها تأثيرات سامة على البشر غير المحميين بواسطة مرشحات الجهاز التنفسي أو الذين يأكلون أشكال الحياة المحلية. هذا من شأنه أن يجعل مرشحات قناع الوجه ينصح به للغاية بدلا من أساس، ويمكن أن يعيش الإنسان لبعض الوقت بدون واحد قبل أن يبدأ في تجربة أعراض التسمم بالمعادن الثقيلة.

أحد الأسباب المحتملة لاهتمام البشر بمثل هذا العالم هو أنه مع الترسيب البيولوجي للمعادن ، فإن تعدين المعادن سيكون عملية تافهة تقريبًا لالتقاط جثث المخلوقات الميتة ، سواء كانت ميتة مؤخرًا أو متحجرة. من المحتمل أن تكون بعض السبائك المثيرة للاهتمام قد تطورت ، كما هو الحال مع المعدن الرغوي الذي يتميز بخفة الوزن وقوته بسبب فراغاته الداخلية.


شاهد الفيديو: How radio works - How its made - كيف تعمل موجات الراديو (شهر فبراير 2023).