Биосфера принимает из космического пространства, и главным образом от Солнца, различные виды излучений, космических частиц, магнитоэлектрических полей и гравитационных сил. Большинство из них значительно убывает и преобразуется в верхней атмосфере и в области магнитных и радиационных поясов Земли. Но и «дозированная» часть космического излучения достаточно велика, чтобы оказывать серьезное влияние на живые организмы нашей планеты.
Характерным свойством приходящей к нам космической радиации является ее непостоянство во времени и пространстве, элементарным примером чему может служить разница светового — видимого, инфракрасного и ультрафиолетового излучения днем и ночью, зимой и летом, в полярных и тропических широтах. Широтные, сезонные и суточные колебания проникающей в биосферу энергии Солнца представляют регулярное явление и им соответствует должная адаптация биологических объектов, образующих целую гамму приспособительных реакций.
Возьмем для примера орган зрения. В зависимости от положения на ступенях эволюционного развития этот орган у разных существ выглядит по-разному. Миноги и плоские черви, например, ощущают свет клетками, разбросанными на поверхности тела. Это, скорее, не орган, а система ориентации. В процессе эволюции такая система совершенствовалась и превратилась в специализированный аппарат, способный разделять видимую и невидимую части солнечного спектра. Вероятно, формирование такого сложного органа чувств, как глаз, совершалось под влиянием солнечного излучения. Посредством нервной связи сетчатки глаза с гипофизом свет вызывает то или иное раздражение нейрогормональных функций. У человека наблюдаются суточные колебания температуры тела, кровяного давления, частоты пульса и дыхания, а также содержания сахара в крови. Известны также сезонные колебания обмена веществ, количества вырабатываемых разными органами гормонов, изменения витаминизации и т. п. Так, витамин роста D активируется только при наличии ультрафиолета, без которого могут возникать различные рахитические симптомы.
Судя по изменениям ионизации атмосферных газов, обусловленной ультрафиолетовым излучением, последнее имеет суточные, сезонные и многолетние, в том числе связанные с 11-летним циклом солнечной активности, колебания. Интенсивность ультрафиолетовой радиации колеблется в больших пределах: небольшая вспышка в хромосфере генерирует столько ультрафиолета, сколько не дает вся невозмущенная фотосфера Солнца.
Атмосфера задерживает ультрафиолетовые лучи с длиной волны короче 290 ммк, но и область спектра, например, порядка 320 ммк, проникающая в биосферу, обладает значительным биологическим эффектом. Эти длины волн поглощаются кожей, вызывая эритему и активизируя обменные процессы. Именно за счет этой группы лучей образуется гистамин кожи, усиливаются ацетилхолиновая система и тканевое дыхание. Воздействие таких лучей приводит к коагуляции белков, денатурации нуклеиновых кислот и на этом свойстве основано бактерицидное действие ультрафиолета.
Механизм световой инактивации белков заключается в разрыве внутримолекулярных сил сцепления, что ведет к потере их естественных физических, химических и биологических свойств. Для разрыва связей в нуклеиновых кислотах требуются большие дозы облучения, чем для белков, но при дополнительном воздействии температуры или других условий недостаток энергии компенсируется и распавшиеся цепи ДНК могут соединяться с другими цепочками нуклеиновых кислот, что вызывает генетические нарушения. Естественно, что для. таких изменений необходимы особые условия,- которые в естественной обстановке встречаются редко. Однако у микроорганизмов в период их пребывания во внешней среде эти воздействия вполне реальны.
Другой вид излучений — тепловое, инфракрасное. Кроме общеизвестных фактов влияния тепла на организм, следует обратить внимание на то, что именно инфракрасным излучением обусловлены изменения доли кислорода в общем балансе атмосферы, поскольку эта доля зависит от содержания в воздухе водяных паров. При падении барометрического давления, сопровождаемого-повышением, влажности (и нередко температуры), снижается количество кислорода во вдыхаемом воздухе. Даже здоровые люди могут чувствовать одышку или жаловаться на духоту при приближении грозы. Поэтому нет ничего удивительного в том, что частота сердечных приступов связана с состоянием погоды и в конечном итоге с солнечными факторами.
Таким образом, наиболее известные факторы солнечного излучения — свет, ультрафиолет и тепло — активно формируют биологические реакции. Однако не только воздействием этих факторов определяется влияние Солнечной активности на биосферу.
