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
15-12-2015 Просмотров:6461 Новости Геологии 
Антоненко Андрей
Группа ученых под руководством Сергея Кривоногова из Института геологии и минералогии имени В. Соболева СО РАН (Новосибирск) восстановила историю Аральского моря и показала, как менялись его границы и соленость в...
24-03-2016 Просмотров:7059 Новости Окенологии Антоненко Андрей
Открытие совершил австралийский микробиолог Кен Макграф (Ken McGrath). Он заинтересовался розовым цветом озера Хиллиер (Lake Hillier), посмотрев научно-популярный выпуск на YouTube-канале SciShow. Озеро ХиллиерХиллиер находится на острове Мидл-Айленд в юго-западной части Австралии, и самостоятельно добраться к нему...
14-08-2013 Просмотров:9737 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Птицы — в числе самых мозговитых существ на земле, но их прямые предки, то есть динозавры, чаще всего изображаются бестолковыми и потому обречёнными на вымирание. Новое исследование бросает вызов этому...
13-02-2014 Просмотров:9591 Новости Генетики Антоненко Андрей
Эпигенетические модификации ДНК не вносят никаких изменений в последовательность нуклеотидов, зато преобразуют, если можно так сказать, их внешний вид: например, к нуклеотиду цитозину прямо в ДНК можно прикрепить метильную группу,...
21-01-2013 Просмотров:15377 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Многие животные используют фотосинтез, чтобы получать питательные вещества. Фотосинтезом на Земле занимаются растения, водоросли и бактерии, но сейчас речь идёт вовсе не о поедании их животными, а о симбиозе одних...
Кости челюсти, которые оцениваются возрастом в 205 млн лет, принадлежали гигантскому ихтиозавру. Длина рептилии могла достигать 26 метров. Более того, находка помогла пролить свет на окаменелости, найденные полтора столетия назад. Останки ихтиозавра нашел на пляже…
Бабочки-геликонии обладают уникальной системы зрения, работающей совершенно по-разному в организме самцов и самок, причины чего пока не ясны, заявляют генетики в статье, опубликованной в журнале Molecular Biology & Evolution. Бабочека-геликония Heliconius erato"Мы только сейчас начинаем понимать,…
Канадские и шведские биологи «оживили» столетние споры диатомовых водорослей с целью генетического сравнения разных поколений организмов. Водоросли Skeletonema marinoi У диатомей так называемые покоящиеся споры, скапливающиеся в донных отложениях, образуются в …
Небольшой динозавр, найденный в прошлом году в Британии, претендует на первенство сразу в двух номинациях – это первый хищный динозавр, найденный на территории Уэльса и, по всей вероятности, один из…
Необычным открытием закончилось для биолога Митча Прованса (Mitch Provance) из университета Калифорнии в Риверсайде заурядное исследование растений, произрастающих на юге Калифорнии: он нашёл одно из древнейших деревьев, которое, вероятно, клонировало…
Бушмены НамибииЛюди современного типа Нomo sapiens sapiens появились около двухсот тысяч лет назад на территории впадины Макгадикгади на северо-востоке Ботсваны. К такому выводу пришла международная группа ученых, проанализировав митохондриальные геномы…
Идентифицированы останки далёкого предка наиболее известных рогатых динозавров — трицератопсов и торозавров. Titanoceratops ouranous (здесь и ниже иллюстрации Николаса Лонгрича) Новый вид, названный Titanoceratops ouranous, весил едва ли не семь тонн.…
Большинство биологов считает, что близкородственное скрещивание эволюционно невыгодно, поскольку понижает генетическое разнообразие потомков. Однако иногда подобное скрещивание может, наоборот, принести пользу популяции. Считается, что именно привычка к близкородственным бракам помогла…
"Применив новейшие методики радиоуглеродного датирования к исследованиям памятников палеолита европейской части России, таких, как Бетово в Брянской области, археологи получили основания полагать, что неандертальцы существовали более длительный срок, чем это…
Вверх