What I study?

Magnetic fields may have effects (or no effects at all) on organisms depending on factors such as exposure time, frequency and polarity of the magnetic field and the magnetic flux density (basically the strength of the field).

In my PhD research, I study low-frequency magnetic fields (50 Hz). They carry less energy than higher-frequency fields and can penetrate materials more easily. 50-Hz fields are generated, for example, in electricity transmission networks.

Some studies have shown that plants react to magnetic fields, but the biological responses vary, sometimes even contradicting each other (e.g., the biomass of plants increases, while in other studies, it decreases). In some studies, there are no responses at all. These studies vary in parameters such as exposure time and frequency of the magnetic fields, as well as the species of plants involved.

It’s important, therefore, to study further the potential effects of magnetic fields on plants: which parameters of magnetic fields can cause effects and how do plants respond to them? Are wild plants affected by increasing anthropogenic electromagnetic fields in nature? Could magnetic fields be used as growth stimulants in agriculture?

What will I do first?

During my first year I will conduct a preliminary study, in which I shall evaluate which parameters of the magnetic field (exposure time, strength) would be suitable for my subsequent research.

Should I, for example, lengthen the exposure time to activate observable biological responses in plants? Are some plant species more sensitive to magnetic fields than others?

It is also possible that there are no effects, at least such that can be observed in variables I am measuring (e.g. plant’s biomass). An organism can respond to stimuli (such as magnetic fields in my experiments) at various levels, ranging from genetic to entire organism levels.

It will be exciting to analyze the results: one of the reasons why research is conducted is to determine the existence of phenomena.

Awesome, isn’t it? 😊

Picture features Poa annua, one of my possible study species

Text in Finnish:

Magneettikentällä voi olla erilaisia vaikutuksia (tai ei vaikutuksia lainkaan) eliöihin riippuen mm. altistusajasta, kentän polarisaatiosta ja taajuudesta sekä magneettivuon tiheydestä (käytännössä kentän voimakkuus).

Väitöskirjassani tutkin matalataajuisia magneettikenttiä (50 Hz). Matalataajuiset kentät sisältävät vähemmän energiaa kuin suuritaajuiset ja ne läpäisevät materiaa helpommin kuin suuritaajuiset kentät. 50 hertsin magneettikenttiä syntyy esimerkiksi sähkönsiirtojärjestelmien voimalinjoissa.

Joissakin tutkimuksissa kasvit ovat reagoineet magneettikenttiin, mutta kasvien biologiset vasteet niihin ovat olleet hyvin vaihtelevia, jopa ristiriitaisia (esimerkiksi joissakin tutkimuksissa kasvien biomassa on kasvanut, toisissa taas vähentynyt). Joissakin tutkimuksissa kasveilla puolestaan ei ole havaittu magneettikenttiin vasteita lainkaan. Näissä tutkimuksissa magneettikenttien parametrit, kuten altistusaika ja taajuus, ovat vaihdelleet, kuten myös kasvilajit.

On siis tärkeää tutkia enemmän magneettikenttien mahdollisia vaikutuksia kasveihin: mitkä magneettikenttien parametrit voivat aiheuttaa vaikutuksia ja miten kasvit reagoivat niihin? Vaikuttavatko luonnossa yhä yleistyvät ihmisen aiheuttamat sähkömagneettiset kentät kasveihin? Entä voisiko magneettikenttiä käyttää esimerkiksi maataloudessa kasvien kasvun parantamiseksi?

Mitä teen ensimmäiseksi?

Tänä vuonna tutkin esikokeessani, mitä magneettikentän parametreja (altistusaika, kentän voimakkuus) voisin käyttää seuraavien vuosien varsinaisissa kokeissani.

Kannattaako esimerkiksi altistusaikaa pidentää, jotta kasveissa ilmenisi vasteita? Ovatko toiset kasvilajit alttiimpia mangeettikentille kuin toiset?

On myös mahdollista, että magneettikentät eivät aiheuta kasveissa biologisia vasteita ainakaan niissä ominaisuuksissa, joita minä kasveista mittaan (kuten kasvin biomassa). Eliö voi reagoida ärsykkeisiin (kokeessani magneettikenttä) monella tasolla geneettiseltä aina koko eliön tasolle asti (jolloin vaikutuksia voisi näkyä mm. kasvussa ja lisääntymisessä).

Tulosten analysoinnista tuleekin mielenkiintoista: yksi syistä, miksi tutkimusta tehdään, on selvittää, onko tutkittavia ilmiöitä olemassa.

Jännittävää, eikö? 😊