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
При ухаживании самец дрозофилы по-особому вибрирует крыльями, что воспринимается самкой как любовная песнь.
Любовная серенада понравилась настолько, что! (Фото Gustavo (lu7frb).)Как выяснили австрийские исследователи из Института молекулярных патологий в Вене, самцы фруктовой мушки (Drosophila melanogaster) соблазняют самок любовными серенадами.
И серенады эти они «поют» крыльями.
Чтобы воссоздать церемонию ухаживания, учёные использовали генетически модифицированных мух. Обычные мухосамцы реагируют на некий запах, который испускает самка. Молекулы, несущие запах, проникают в особые канальцы на голове самца, которые открываются только при 30 ˚C и выше. Генетически модифицированные мухи, использованные в исследовании, впадали в любовную лихорадку при простом повышении температуры, безо всяких окрестных «дам».
Эти канальцы, которые ловят запах самки, соединены с двумя нервными центрами. Первый находится в головном мозгу и принимает одно-единственное решение — начинать ухаживание или нет. К нему ведут пути не только от чувствительных обонятельных канальцев, но и от других органов чувств и центров мозга. Второй располагается в груди, и его функция — регулировать работу мышц крыльев, частоту и ритм движений.
Как только вблизи самца дрозофилы появляется самка, его крылья переключаются в особый режим взмахов и вибраций. Шум, который самец производит крыльями, нам покажется монотонным скрипом и шуршанием. Тем не менее дрозофилы находят эти звуки очаровательными.
Результаты исследования опубликованы в февральском номере журнала Neuron. С точки зрения учёных, детали полового поведения дрозофилы — анализ данных, принятие решения и его практическое выполнение — позволят глубже понять принципы функционирования нервной системы всего класса насекомых.
Источник: КОМПЬЮЛЕНТА
07-05-2020 Просмотров:2053 Новости Экологии 
Антоненко Андрей
В марте мир облетели кадры оленей, бредущих по центру города Нара — древней столицы Японии. До эпидемии такое было невозможно из-за толп туристов. А в апреле в парке Яркон в...
18-08-2013 Просмотров:9300 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Самые ранние представители группы млекопитающих, существовавшей на протяжении 130 млн лет, уже обладали анатомическими характеристиками, которые позволяли животным благоденствовать в тени динозавров и даже пережить массовое вымирание. Rugosodon eurasiaticus (реконструкция April Isch,...
24-09-2016 Просмотров:7082 Экспедиции Антоненко Андрей
Фанские горыВ этот раз, мы совершим путешествие в мир, открывшийся для европейцев совсем недавно - около ста лет назад. В то время как Семён Дежнев обогнул морем северо-восточную оконечность Азии,...
13-11-2012 Просмотров:15791 Рыбы Енисея Антоненко Андрей
Пелядь - обитатель рек и озер. В Енисее встречается от устья до места впадения р. Сым (1632 км от устья). Населяет реки, пойменные и материковые озера бассейна среднего и нижнего...
11-10-2012 Просмотров:19494 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Кембрийский период, стартовавший около 540 млн лет назад, стал временем расцвета эволюционных чудаков. Например, в морях обитали беспозвоночные с бронированными телами, сложными глазами и мноногами, расположенными самым удивительным образом. Но...
Исследователи из Саутгемптонского университета (Великобритания) обнаружили повторяющийся спусковой механизм самых крупных взрывных извержений вулканов на Земле. Вулкан Лас-Каньядас (фото Barry Marsh)Вулканическая кальдера Лас-Каньядас на Тенерифе (Канарские острова) произвела по крайней мере…
Нейрон не представляет собой ничего особенного, если он не соединён с другим нейроном через особое межклеточное соединение — синапс. Образование синапсов зависит от множества генов, которые включаются в ответ на…
Ученые обнаружили в Южной Африке скелет крупного растительноядного динозавра, у которого отсутствует часть хвоста. Скорее всего, динозавр подвергся атаке хищников, но сумел выжить. Массоспондилус (Massospondylus)Об этом говорится в статье немецких палеонтологов…
Ученые из Университета Орегона под руководством Грегори Ретоллака (Gregory Retallack) исследовали скальные породы возрастом около трех миллиардов лет в пустынях северо-западной Австралии и обнаружили в них следы древнейших микроорганизмов. Это…
Пятилетняя работа зоологов из университетов Шеффилда (Великобритания), Йеля (США), Тасмании (Австралия) и Саймона Фрезера (Канада) увенчалась успехом: учёным удалось создать «древо жизни» птиц, которое включает в себя все ныне живущие виды пернатых. Чтобы дать представление об объёме работы,…
Палеонтологи откопали в США древнейших ракоскорпионов. Длина тела самых крупных из них могла доходить до 170 сантиметров. РакоскорпионОб этом говорится в статье американских ученых из Университета Айовы, опубликованной в журнале BMC Evolutionary Biology. Ракоскорпионы…
Шимпанзе оказались всего в 1,35 раза сильнее человека на килограмм массы, что опровергает популярные представления о сверхъестественной силе этих человекообразных обезьян, заявляют ученые в статье, опубликованной в журнале PNAS. Шимпанзе"За последние 100 лет накопилось множество свидетельств…
Необычная кость молодого абелизавра, крупного плотоядного динозавра из Африки, помогла ученым выяснить, что эти ящеры не уступали в размерах крупнейшим хищникам того времени – спинозаврам и кархарадонтозаврам, достигая девяти метров в длину и массы в две тонны,…
В споре о причинах мел-палеогенового вымирания очередной залп сделали сторонники гипотезы об извержениях вулканов на Деканском плато в Индии, которые продолжались десятки тысяч лет. По их мнению, дело вовсе не…
Вверх