Круглые черви, дрозофилы, бабочки, рыбы, голуби, летучие мыши используют для навигации магнитное поле Земли. Человек лишен таких способностей и без специальных приборов сбивается с пути. О том, как работает природный биокомпас, — в материале РИА Новости.
Отросток-биокомпас в мозге червя-нематодыУ круглого червя Caenorhabditis elegans, занимающего самую низкую ступеньку в животном царстве, в мозге, на конце AFD-нейрона, есть небольшой отросток, похожий на микроскопическую телевизионную антенну. Это биокомпас, при помощи которого червь ориентируется в почве.
Благодаря биокомпасу червь в поисках пищи движется вниз. В эксперименте ученых Техасского университета (США) черви теряли ориентацию и перемещались хаотично, если вокруг них искажалось магнитное поле. Дальнейшие опыты показали, что траектория также зависит от того, в какой части света черви родились и выросли. Так, "коренные техасцы" двигались параллельно поверхности земли, а гавайские, английские и австралийские черви — под углом, который соответствовал искажению силовых линий магнитного поля, характерного для их родных мест.
Благодаря особым клеткам в носовой области радужная форель всегда возвращается в места, где появилась на светУ рыб биокомпас, реагирующий на магнитное поле Земли, находится в носу. Ученые из университета Людвига Максимилиана (Германия) смогли выделить клетки из носа радужной форели (Oncorhynchus mykiss), которые содержали частицы магнетита — минерала, играющего важную роль в способности некоторых живых организмов определять направление движения. По оценкам исследователей, в носовой области каждой особи находится от десяти до ста таких клеток, что позволяет рыбам определять не только направление на север, но и ориентироваться по широте и долготе.
Как полагают ученые, именно благодаря сверхчувствительному носу форель путешествует из рек в море на триста километров, а спустя несколько лет снова возвращается туда, где появилась на свет.
Дрозофила чувствует магнитное поле Земли благодаря белковому комплексу MagRСвой биокомпас есть и у плодовых мушек — это структура из двух белков, образующихся на поверхности клеточных мембран. Криптохром (Cry) позволяет клеткам воспринимать синий и ультрафиолетовый свет. Основная функция второго белка (CG8198) — регуляция биоритмов в организме, но в комплексе с криптохромом он образует своего рода наноиглу. Ее центральный стержень — из CG8198, а оболочка — из Cry.
Такая игла, подобно стрелке компаса, выравнивается даже по слабому магнитному полю. В ходе исследования китайским ученым пришлось заменить металлические инструменты пластиковыми, поскольку изучаемые белковые структуры были сильно намагничены и прилипали к металлу.
Открытый белковый комплекс назвали MagR (магнитный рецептор). Как именно он действует, пока неясно, однако ученые предположили, что белки, посылая сигналы в нервную систему, помогают дрозофиле понять, где находится север.
Не все ученые согласны, что белок Cry 1а служит птицам для навигацииМагнитный рецептор есть у бабочек-монархов и некоторых птиц, в частности голубей. У пернатых разновидность криптохрома — Cry 1а находится в клетках сетчатки глаза, чувствительных к синим и ультрафиолетовым лучам, и на магнитное поле он реагирует только после световой активации. Но даже это не до конца объясняет, как функционирует птичья навигационная система. Ведь при ориентации в пространстве пернатые используют сразу две "карты бионавигации" — запаховую и магнитную.
Благодаря магнитной птицы различают направления на север и юг, вычисляют долготу, измеряют деклинацию (разницу между магнитным и географическим севером) магнитного поля Земли, это помогает им сориентироваться и исправить маршрут.
Ученые полагают, что большую часть пути пернатые преодолевают, полагаясь на магнитное поле, а на финише более важную роль играют запахи. Голуби, которым затыкали ноздри, перерезали обонятельный нерв, уничтожали ольфакторный эпителий, промывая клюв водным раствором сульфата цинка, тратили больше времени на возвращение к своей голубятне, чем обычные птицы.
В 2016 году ученые из Института Макса Планка по изучению мозга (Германия) обнаружили навигационный белок Cry или его разновидность Cry 1а в клетках девяноста видов млекопитающих. А, скажем, у грызунов и летучих мышей, которые явно реагируют на магнитные поля, этого белка не оказалось.
Некоторые виды летучих мышей — в частности, большая ночница (Myotis myotis) — не просто корректируют полет по магнитному полю Земли, но и ежедневно сверяют свой биокомпас по солнцу — точнее, по поляризованному свету, который ярче всего на закате.
Это подтвердили опыты немецких и болгарских ученых. Летучих мышей помещали в измененное магнитное поле (сдвинутое на 90 градусов к востоку) во время заката. Часть животных находилась в контейнерах и не могла видеть лучи заходящего солнца. В результате, когда их выпустили, они отклонились от курса как раз на угол наклона лучей в коробках и сбились с пути. Мыши, которые могли сверить свои ощущения с солнцем, таких трудностей не испытывали и благополучно вернулись в родную пещеру.
У человека нет ни отростка в мозгу, ни клеток с магнетитом, ни навигационных белков в клетках. Он сбивается с пути без специальных приборов, если на маршруте следования нет высоких ориентиров. Это часто случается в лесу.
Американские инженеры Ливиу Бабиц и Скотт Коэн предлагают исправить это недоразумение с помощью имплантата, выполняющего роль биокомпаса — как у животных. Силиконовое устройство размером со спичечный коробок вибрирует каждый раз, когда человек поворачивается на север. Изобретатели вживили биокомпас себе под кожу.
Исочник: РИА Новости
01-12-2014 Просмотров:7814 Новости Геологии 
Антоненко Андрей
Ученые из Потсдамского исследовательского центра наук о Земле, входящего в объединение имени Гельмгольца в Германии, впервые показали на объемных моделях, что гравитационное поле Земли меняется во времени. Недавно они опубликовали все свои...
06-11-2013 Просмотров:8675 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Крупные кости принадлежат взрослым особям, рост которых закончился, а кости поменьше — молодняку, который всё ещё развивается. Кажется, нет ничего проще этого умозаключения, но когда речь идёт о динозаврах, приходится...
05-07-2016 Просмотров:6573 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Ученые установили, что морские птицы фрегаты могут проводить до двух месяцев в полете, ни разу не опускаясь на землю. В этом им помогает умелое использование воздушных потоков. ФрегатК такому выводу пришли...
24-01-2013 Просмотров:10732 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Древняя птица, жившая около 125 млн лет назад, овулировала, когда встретила свою смерть. Confuciusornis sanctus, реконструкция (изображение Stephanie Abramowicz, NHM Dinosaur Institute)В озёрных отложениях северо-восточного Китая найдены сотни останков вида Confuciusornis...
26-09-2017 Просмотров:3954 Новости Эволюции Антоненко Андрей
Ученые нашли на востоке Китая необычные останки динозавра, раскрывшие историю появления клюва у этих древних рептилий и предков птиц, говорится в статье, опубликованной в журнале PNAS. Клюв"За всю историю планеты динозавры и их родичи теряли все зубы...
Скелет десятиметрового динозавра обнаружен в центральной части Египта. Находка сделана в оазисе Харга в провинции Новая Долина в центре Ливийской пустыни, передает во вторник египетское издание Masrawy. Найденные останки МансурозавраОстанки жившего…
Увеличение кислотности морской воды может привести к коренным изменениям азотного цикла. Схема азотного круговорота в океане (иллюстрация авторов работы)Азот — одно из важнейших питательных веществ в океане. Все организмы от микробов…
Динозавр, стоявший где-то близ самых корней инфраотряда зауроподов, обнаружен на юге Китая. Ценность находки объяснил палеонтолог Санкар Чаттерджи (Sankar Chatterjee) из Техасского технологического университета. Одно из главных откопанных сокровищ – череп…
В конце пермского периода (около 250 млн лет назад) за какие-то сотни тысяч лет на планете исчезло до 90% всех видов. Methanosarcina acetivorans (изображение James Ferry / Penn State University)Судя по…
Растения, грибы и некоторые насекомые и черви используют для защиты от вирусов своеобразную защиту: когда в клетке появляется вирусная РНК, специальный фермент разрезает её на множество мелких фрагментов, согласно шаблону,…
Мелкие хищные динозавры из семейства Dromaeosauridae предпочитали охотиться стаями и могли при случае одолеть достаточно крупного противника. А выслеживать добычу им помогало прекрасное чутье, выяснил Стивен Ясински, работающий палеонтологом в…
Научные сотрудники Института экологии растений и животных уральского отделения РАН озвучили результаты повторного исследования пещеры, расположенной на границе Свердловской и Челябинской областей, где в 2012 году был обнаружен зуб дикобраза…
Группа американских полярных исследователей получила первые научные данные и образцы донных отложений из антарктического подледного озера Уилланс, пишет интернет-издание Discover. Американская экспедицияОзеро Уилланс расположено под одноименным ледовым течением в западной части…
Ученые впервые точно измерили температуру тела динозавров по изотопному составу скорлупы их яиц. Оказалось, что как минимум некоторые из них могли быть теплокровными. Яйца динозавровОб этом говорится в статье американских палеонтологов…
Вверх