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
06-11-2011 Просмотров:10360 Новости Антропологии 
Антоненко Андрей
Исследователи, работающие над «Генографическим проектом» корпорации IBM, пришли к выводу, что люди мигрировали из Африки «южным» путём — через Аравию, а не «северным» — через Египет. Расселение человечества (данные «Генографического проекта»)В...
15-07-2011 Просмотров:11562 Новости Метеорологии Антоненко Андрей
Сейчас Антарктида – одно из мест на Земле, где потепление происходит особенно быстро. А до этого, на протяжении 37 миллионов лет, Антарктида охлаждалась. За этот период температура там не повышалась...
27-05-2011 Просмотров:14113 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Охота жужелицы на лягушку Израильские ученые впервые описали, как насекомое охотится на амфибий и поедает их. Агрессивные жужелицы употребляют в пищу пять видов земноводных. Наблюдение биологов из Тель-Авивского университета переворачивает наше привычное...
29-03-2013 Просмотров:13172 Новости Микробиологии Антоненко Андрей
Год назад исследователи из Миннесотского университета (США) сообщили о том, что им удалось воссоздать переход от одноклеточных организмов к многоклеточным. В статье, опубликованной в январе 2012-го, Уильям Рэтклифф и его...
24-11-2017 Просмотров:3405 Новости Эволюции Антоненко Андрей
Сегодня тот факт, что животные нуждаются в кислороде, чтобы жить, кажется очевидной истиной. Но относительный дефицит кислорода в древних океанах Земли помог развитию ранних морских существ, утверждает новое исследование. «Кембрийский взрыв» — эволюционный скачок, произошедший...
Чтобы ненароком не съесть ядовитую амфибию, летучие мыши выработали комплексную стратегию охоты, с оценкой размера добычи с помощью эхолокации и химическим анализом на ядовитость. Бахромчатогубые листоносы, живущие в американских тропических лесах,…
Семенные растения сумели завоевать мир не только благодаря эффективному способу размножения, но и из-за нового способа регулировки водного баланса. Между растениями и атмосферой происходит постоянный газообмен, вход и выход регулируют…
Использовав коллекции Роберта Скотта, ученые смогли изучить, как изменилась скорость роста морских организмов за более чем вековой промежуток времени. Колония мшанок О климатических изменениях в Антарктике ученым рассказали мелкие беспозвоночные животные…
Недавно палеонтологи из Испании смогли разгадать загадку, решить которую оказалось не под силу даже Дарвину. Они выяснили, каким образом миллионы лет тому назад цветковые растения смогли быстро расселиться по всей…
Животным понадобилось каких-то 85 млн лет (мгновение по геологическим меркам) на то, чтобы развиться и обжить бóльшую часть суши и океанов. Хотя ископаемые останки и молекулярная биология могут многое рассказать…
Воздействие хозяйственной деятельности человечества на все оболочки нашей планеты (литосферу, гидросферу и атмосферу) настолько велико, что геологам будущего не составит труда определить время существования цивилизации рода людского, просто проанализировав соответствующие…
Ученые исследовали уникальную способность раковины улиток, живущих на дне океана, рассеивать и усиливать свет намного лучше, чем любые созданные человеком приборы. Раковины морских улиток Hinea brasiliana рассеивать и усиливать светМногие морские…
Необычайно холодная зима, выдавшаяся нынче в Европе, вызвана изменением течений Атлантического океана: вместо обычного ветра, согретого Гольфстримом, на старушку дохнуло полюсом. Конвейер Мирового океана. То, о чём идёт речь в материале,…
Калифорнийская академия наук составила официальное описание 229 новых видов, которые обитают на пяти континентах и в трех океанах: от рыб до цветущих растений, от морских коньков до змей. Hippocampus japapigu: морской…
Вверх