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
12-07-2017 Просмотров:4406 Новости Зоологии 
Антоненко Андрей
Биологи из США открыли крайне необычных морских пауков, перекачивающих кровь при помощи желудка, что делает их первым примером существ, путь к сердцу которых действительно лежит через желудок, говорится в статье, опубликованной в журнале Current Biology. "В отличие...
09-09-2012 Просмотров:9013 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
65 миллионов лел биосфера пострадала не только от метеорита, но и от вулканов. Ученые из Вашингтонского университета пришли к выводу, что незадолго перед исчезновением динозавров в океане также произошло массовое вымирание,...
02-09-2014 Просмотров:6906 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
В современных научных исследованиях биологического профиля все шире используются географические информационные системы (ГИС). Например, геоинформационные технологии успешно применяют при изучении закономерностей пространственно-временного распределения биологических объектов с учетом особенностей окружающей среды....
24-04-2007 Просмотров:14137 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Эта загадка не давала покоя палеонтологам 150 лет. Нечто, именованное Prototaxites, нельзя было уверенно отнести не то что к семейству или роду, но ни к одному биологическому царству. Лишь в...
24-05-2013 Просмотров:10377 Новости Эволюции Антоненко Андрей
Вопрос о том, почему пингвины, научившись нырять и плавать под водой, не сохранили подобно другим морским птицам способность летать, занимал биологов в течение достаточно долгого времени. Ответ на него, похоже,...
Нейрофизиологи обнаружили, что собаки хорошо понимают значение некоторых слов и различают интонации, с которыми они были сказаны, используя те же половины мозга для обработки речи, что и человек, говорится в статье, опубликованной в журнале Science. "Когда наш…
Насколько быстро бегал Tyrannosaurus rex? Биомеханики полагают, что «царь тираннозавров» был чертовски быстр, но, вероятно, не так быстр, как вы думаете. Изображение Stephanie Fox / io9.com.Этот вопрос обсуждается давным-давно. В конце…
Исследователи из Института естествознания Макса Планка (Германия) обнаружили следы молочного белка в налете на зубах древних людей, похороненных в курганах, которые люди соорудили примерно в 1300 году до нашей эры,…
Среди теорий о возникновении жизни на Земле особой популярностью пользуется гипотеза мира РНК. РНК, как известно, может служить катализатором, и на заре жизни такие молекулы РНК могли одновременно и нести…
Спустя сто с лишним лет палеонтологи выяснили, что знаменитый бронтозавр был несправедливо лишен своего имени. В действительности он представляет собой отдельный род и заслуживает отдельного названия. БронтозаврОб этом говорится в статье португальских специалистов…
Американские ученые опровергли сложившееся мнение о взаимосвязи морфологического разнообразия и экологической диверсификации живых существ. По новым данным исследователей Стэнфордского университета, не существует линейной зависимости между количеством жизненных форм и ассортиментом…
Ученые обнаружили в Новой Зеландии ископаемого «прадедушку» летучей мыши, которая населяет эти острова в наши дни. За 16 с лишним миллионов лет летучая мышь «похудела» в 3 раза, однако в…
Распределением органов по левой и правой сторонам организма занимается тубулиновый цитоскелет, причём программа асимметрии запускается едва ли не сразу после оплодотворения. При индивидуальном развитии зародыша каждый орган занимает своё место: сердце,…
Группа чешских и американских биологов под руководством Варена Буса (Warren Booth) изучила генетический материал от 214 клопов из разных популяций и пришла к выводу, что на их примере можно наблюдать…
Вверх