Известно [5], что ключевую роль в метаболизме растения играет калий, содержание которого в тканях составляет в среднем 0,5 - 1,2 % от сухой массы, а в клетках уровень калия в 100-1000 раз превышает его уровень во внешней среде. Калий необходим для поглощения и транспорта воды по растению и сахарозы по флоэме. Считают, что корневое давление на ѕ обусловлено присутствием в пасоке калия. Калий поглощается в виде катиона и образует лишь слабые связи с различными соединениями в клетке. Ключевая роль катионов калия в работе всех транспортных систем дерева обусловлена тем, что в силу отрицательности энергии его гидратации, молекулы воды в водных растворах калия имеют большую подвижность, чем в чистой воде. С другой стороны специфика взаимодействия катионов калия с водой способствует увеличению его собственной подвижности в гетерогенных средах с амфифильными свойствами. Очевидно, что такие свойства имеют пектиновые каналы в кутикуле, через которые в корневую систему поступают вода, калий и другие вещества из почвы.
Отметим, что пектиновые каналы наряду с высокой адсорбционной способностью могут иметь свойственную полисахаридам оптическую анизотропию. В дополнение к этому из корневых волосков периодически выделяется в почву содержащие сахара выделения (слизь). Считают [5], что слизь увлажняет почву, это способствует диффузии веществ из нее к корню и облегчает движение растущего корня в почве.
Таким образом, в сплошных потоках вещества в самом дереве и в его корневой системе присутствуют хиральные и заряженные метаболиты. Это позволяет предполагать возможность действия на них J-фактора по механизмам аналогичным эффектам Фарадея и Лоренца. О наличии чувствительности к J-фактору жидкой среды древесины можно судить по суточным и сезонным изменениям угла вращения раствора декстрана и скипидара, моделирующих содержащие сахара жидкие и гелеобразные среды дерева, а также живицу (Рис 2). Снижение их уровня хиральности к моменту появления зеленых листьев, очевидно, обусловлено уменьшением к этому времени интенсивности J-фактора.
Отметим, что чувствительность к J-фактору насыщенных водой тканей камбия и флоэмы будет возрастать в период весеннего пробуждения деревьев при низких положительных температурах по ночам (1 - 5оС), поскольку при этих условиях в воде эффективно образуются динамичные хиральные кластеры, играющие важную роль в механизме активации биохимических реакций в растениях и семенах (стратификация) [9]. Кроме того, по ночам усиливается действие J-фактора неэлектромагнитной природы [4]. Сезонные вариации интенсивности J-фактора могут отвечать не только за пробуждение семян и растений от состояния зимнего покоя, но и за инициацию метаболических реакций, отвечающих за цветение и половое размножение растений. По-видимому, именно величиной ночного вклада J-фактора в физиологию растений определяется их фотопериодизм и разделение на «растения длинной и короткой ночи» [5].
На этапе пробуждения растения от зимнего покоя и в процессе активизации тканей камбия J-фактор может индуцировать спиральную анизотропию (градиенты) в радиальной диффузии живицы и в вертикальном потоке сахарозы, несущим фитогормоны по флоэме. Очевидно, что в условиях такой анизотропии кинетика метаболизма и пространственное распределение фитогормонов в меристеме камбия приобретут винтовую симметрию, что и обусловит формирование косослоя в структуре новых слоев клетчатки.
Роль живицы в метаболизме активных тканей камбия до сих пор не установлена [7]. Учитывая упрощенность структуры клеток флоэмы у хвойных пород по сравнению с лиственными [7], можно полагать, что за спиротропизм хвойных деревьев ответственна главным образом живица. В силу гидрофобности основных компонентов живицы наиболее вероятно ее участие именно в энергетике метаболизма меристемы. Этому могут способствовать оптически активные смоляные кислоты (Рис 4), содержание которых в живице достигает ~66 % масс. Благодаря смолам и скипидару живица может сенсибилизировать жидкую среду камбия к хиральной составляющей внешней биогенной энергии, способствуя тем самым активации хиральных центров молекул фитогормонов и других метаболитов [2].
Можно также предположить, что участие живицы в процессе биогенизации внешних хиральных квантов энергии хвойными (голосеменными) деревьями могло сыграть ключевую роль в ранние геологические эпохи, характеризуемые повышенной интенсивностью потока солнечного нейтрино. На этих этапах генезиса растений в них развился механизм аккумуляции квантов нейтринной энергии, максимум эффективности которого достигался в ночное время при активном участии земной коры [4]. Данное предположение согласуется с тем фактом, что самое высокое давление живицы в древесине наблюдают на рассвете [7].
Рис 4. Структуры соединений составляющих основу живицы хвойных деревьев (I - IV) и фитогормонов (V, VI). Смоляные кислоты: I - Абиетиновая (-115о); II - изопимаровая (0о); III - ламбертиановая (+49о) (только в сосне кедровой); IV - бета-пинен (основа скипидара). В скобках - знак и удельный угол вращения. V - гиббереллин; VI - ауксин.
С выходом энергетики Солнца на стационарный режим в спектре его излучения стала превалировать электромагнитная энергия, что и обусловило зарождение наряду с хвойными деревьями покрытосеменных или цветковых растений. Усложнение морфологии древесины и водная основа ее жидкой среды, очевидно, сопровождалось перестройкой механизма аккумуляции нейтринной энергии и снижением ее роли в физиологии покрытосеменных. У хвойных же деревьев механизм аккумуляции нейтринной энергии с участием живицы, очевидно, действует до сих пор, поэтому в местах с повышенной ее плотностью она может вносить существенный вклад в спиротропизм.
Действие J-фактора заметно не только на уровне закрученности всего ствола в целом. Порождаемая его действием винтовая симметрия в динамике метаболитов неизбежно проявляется и на клеточном уровне морфологии древесины хвойных пород, однородной по составу и состоящей в основном из трахеид. Трахеиды отвечают за опорные и водопроводящие функции ксилемы. Пористые оболочки трахеид образуются из биополимера лигнина, третичная структура которого имеет вид колец или спиралей [5, 7]. Формирование такой метрики лигнина также может быть обусловлено действием J-фактора на этапе самоорганизации третичной структуры лигнина. При этом у некоторых хвойных деревьев образуется косослой ксилемы, и вода по ней начинает передвигается по спирали.
Спиротропизм изредка наблюдается в северном полушарии и у некоторых лиственных пород деревьев. Например, у дуба болотного ток воды проходит по спирали, а у каштана закрученность ствола проявляется даже на уровне коры [1]. Очевидно, эти случаи обусловлены аномально высокой интенсивностью J-фактора в местах произрастания таких деревьев. Винтовая симметрия метаболизма при этом может быть производной чувствительности к J-фактору, как транспорта фитогормонов по флоэме, так и радиальной диффузии пасоки по паренхимным клеткам, лучевые образования которых соединяют сердцевину с корой.
3.3 Физическая природа J-фактора
С учетом известных и полученных данных можно полагать, что J-фактор, ответственный за спиротропизм деревьев генетически связан с ночной энергетикой, воздействующей на дерево через его корневую систему. Известно [5], что общая поверхность корней в 130 раз больше поверхности надземных частей того же самого растения, а их всасывающая площадь в 22 раза больше общей транспирирующей поверхности листьев. Такое отношение площадей надземной и подземной частей растения, очевидно, обусловлено различием интенсивностей обмена дерева энергией и веществом с атмосферой и почвой. В листьях в процессе фотосинтеза импульс фотона солнечного света, преобразуется в энергию химических связей, при этом СО2 дает углерод, а Н2О - водород.
Возникновение и развитие живых систем на начальных этапах эволюции осуществлялось в рамках «основного принципа действия» (ОПД) [10], требующего, чтобы на каждом шаге эволюции сохранялся баланс между действиями внешних поступательной и вращательной энергии, конкретные формы которых видоизменялись по мере возрастания сложности устройства живых систем [2, 10]. Для растений как одной из ранних форм живых систем форма проявления ОПД законсервировалась на достаточно примитивном уровне - в основе их метаболизма лежит сочетание двух вещественно-энергетических пар: (СО2 + импульс фотона) и (Н2О + момент импульса J-фактора), поступающих в дерево через крону и корни, соответственно.
Таким образом, потоку солнечных фотонов должен соответствовать исходящий из земли поток дискретных энергоформ (ЭФ), суммирующий в себе кванты полей различной природы (гравитационной, магнитной, нейтринной) [10]. Из данных квантов образуются квазинепрерывные соленоидальные трубки, подобные вихревым трубкам Фарадея, моделирующим силовые линии магнитного поля. Винтовое движение эфира по этим трубкам можно представить как перенос импульса и момента импульса. Базовая геометрия трубок ЭФ отвечает изотропной метрике гравитационного поля, которая модулируется метриками ЭФ магнитного поля и квантов нейтринной энергии [10]. Направление переноса импульса и момента импульса задается градиентом плотности вещества и для описания динамики потоков эфира применимы модели гидро- и электродинамики (уравнение Бернулли и явление самоиндукции) [10]. Очевидно, такая метрика потоков эфира, исходящих из недр земли, обусловила цилиндрическую форму элементов деревьев (корней, ствола, ветвей).
Условие неразрывности потоков ЭФ эфира в различных частях дерева можно выразить соотношением:
Niсi r2i = const,
где Ni - число волосков, корней, ветвей, стеблей листьев; сi и r2i - плотности потоков эфира и радиусы соответствующих частей дерева; для ствола Ni = 1.
Очевидно, что некоторые из энергетических составляющих исходящего из земли потока эфира могут играть роль J-фактора. Прежде всего, отметим, что за вращательную компоненту энергетики метаболизма дерева и за природу J-фактора не может отвечать тепловая энергия почвы, которая представляет собой равновесное и изотропное излучение черного тела имеющего температуру почвы. Об этом же свидетельствует отрицательный результат в опыте по выявлению возможности хирализации теплового излучения оптически активной средой.
Маловероятно также, чтобы J-фактор, ответственный за спиротропизм, имел магнитную природу. В принципе, на двигающиеся по флоэме или ксилеме заряженные метаболиты будет действовать сила Лоренца, играющая роль центростремительной силы:
evzHR = mvz2/R или eHR = mvz/R, (1)
vz - вертикальная составляющая скорости движения метаболита, m - его масса (~10-25 кг), е - единичный заряд (~10-19 Кл), HR - горизонтальная составляющая магнитного поля земли (~10-5 Тл), направленная по радиусу (R ~ 0,1 м) ствола дерева. Для этих значений из (1) получается величина vz ~ 1м/c, что на три-четыре порядка выше скоростей перемещения метаболитов по ксилеме и флоэме деревьев (см. П. 3.2). Причем, отсутствие спиротропизма для лиственных деревьев, тогда как для них vz на порядок выше, чем для хвойных также указывает на отсутствие заметного эффекта силы Лоренца на метаболизм деревьев. Для ощутимого влияния аномального магнитного поля на магнитные моменты метаболитов его значение должно достигать величин на четыре порядка превышающих значение магнитного поля земли.
Механизмы геотропизма различаются для корневой и надземной частей дерева. Опыты по выращиванию растений на космической станции в условиях невесомости показали, что замена силы тяжести на равнозначную ей силу инерции восстанавливает вегетативный цикл растения, но при этом функция полового размножения претерпевает специфические изменения [11]. Меняется химический состав пахучих веществ цветущей розы, а семена пшеницы, вызревшие в космосе имеют сдвиги на уровне генома. Учитывая эти результаты и отсутствие адекватной теории гравитационных взаимодействий нельзя полностью исключить возможность их вклада в формировании вращательной составляющей энергетики метаболизма и J-фактора.
В работе [2] на роль внешнего фактора инициирующего формирование ресурса функциональной асимметрии у человека в процессе ночного сна были предложены вихревые возмущения стационарного потока солнечного нейтрино, интенсивность которого составляет порядка 3% от интенсивности электромагнитного излучения Солнца. Очевидно, такое соотношение двух биогенных форм солнечного излучения и обусловило превалирующее развитие у растений корневой системы для соблюдения баланса вкладов в метаболизм растений нейтринной (ночной) и световой (дневной) энергиями. Источником возмущений стационарного потока нейтрино, по-видимому, являются вихревые магнитные трубки в фотосфере, которые проявляются на поверхности Солнца пятнами. Вихревые возмущения потока нейтрино пронизывают и фокусируется Землей на ее ночной поверхности и приводят к различным аномальным явлениям в биосфере. У людей эти импульсные возмущения могут инициировать творческую деятельность и скачки в духовной эволюции общества [3], а у хвойных деревьев локальные вихри нейтринного потока вполне могут играть роль J-фактора, ответственного за спиротропизм.
Как было отмечено в [2, 3], концентрации и биогенизации вихревого потока нейтрино способствует керамзит. В почве такую функцию могут выполнять силикаты, которые составляют от 30 до 80% от общей массы почвы. Они являются энергетической матрицей почвы и оказывают влияние практически на все ее свойства [12]. Большой процент в силикатах составляют соединения двуокиси кремния в основном в виде микрокристаллов оптически активного кварца. Переносу квантов нейтринной энергии от кристаллов кварца на хиральные структуры корневых волосков будет способствовать почвенная вода и сахар, содержащийся в слизи, выделяемой волосками и кончиками корней.