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
24-02-2014 Просмотров:8430 Новости Палеонтологии 
Антоненко Андрей
Живший в миоценовую эпоху Proconsul считается одним из предков современных людей. Американские антропологи восстановили экологические условия, в которых эта обезьяна сделала первые шаги к человекообразным. Proconsul (в центре) и Dendropithecus (вверху)....
05-03-2011 Просмотров:12696 Новости Эволюции Антоненко Андрей
Американские ученые выяснили, что некоторые примитивные морские беспозвоночные сохранили органы зрения, представляющие собой ранние стадии эволюции глаза. Таким же образом могли быть устроены глаза у предковых групп, давших начало позвоночным....
17-06-2015 Просмотров:7635 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Необычные свойства морских звезд случайно обнаружили студенты Университета Южной Дании. В рамках исследования им потребовалось пометить датчиками ряд живых организмов — от кошек и собак до морских звезд. Современные микрочипы, создающиеся для подобных научных работ, вводятся...
11-09-2015 Просмотров:7870 Новости Геологии Антоненко Андрей
Ученые из Новосибирского государственного университета (НГУ) и Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН подтвердили гипотезу о существовании палеоконтинента Арктиды на месте Северного ледовитого океана, сообщает пресс-служба университета со ссылкой на публикацию в журнале Precambrian...
06-11-2011 Просмотров:9750 Новости Антропологии Антоненко Андрей
Эволюция человека привела к тому, что у женщин во время беременности плацента очень плотно срастается с маткой. Если такое соединение продолжает поддерживаться до самых родов, это чревато тяжёлым послеродовым кровотечением...
Молекулярные биологи выяснили, почему наши далекие предки внезапно перешли от откладывания яиц к вынашиванию плода внутри утробы — оказалось, что в этом могут быть виноваты транспозоны, своеобразные внутренние генетические паразиты, осуществившие масштабную «перестройку» генома,…
"Родители и другие малюры, ухаживающие за гнездом, будут кормить только тех птенцов, если их призывы накормить их будут содержать в себе особый звук-пароль", - заявила руководитель группы биологов Соня Кляйндорфер. Прекрасный…
Тюлени спят, как люди, но лишь тогда, когда они на суше. Если же тюленю захочется поспать в воде, у него засыпает только половина мозга, тогда как вторая остаётся бодрствующей. Зоологи…
Предками громоздких пермских синапсид, впервые в истории сухопутной фауны научившихся употреблять в пищу растения, были мелкие и юркие хищники. Одного из них описали в своей новой работе канадские палеонтологи. Eocasea martini…
Недавно ученые из Японии установили, что обман — это не всегда плохо. Особенно если речь идет о почвенных личинках жуков-носорогов. Им часто приходится обманывать своих непоседливых сородичей, имитируя вибрации, которые…
Геологи проследили за историей гигантского водоема, существовавшего на месте современного озера Чад. Выяснилось, что еще 5 тысяч лет назад этот водоем был крупнейшим по площади на Земле, но затем подвергся…
Теропод Concavenator corcovatus может стать одним из ключей к происхождению птиц, вернее, одной из самых ярких их особенностей — перьев. Так считают Франциско Ортега (Francisco Ortega) из испанского…
Исследование вируса лихорадки Эбола и его распространения и особенностей предпринято в Гарвардском университете (США). Исследователи секвенировали 99 геномов вируса Эбола от 78 пациентов в Сьерра-Леоне, одной из стран, затронутых эпидемией.…
Ученые выяснили, почему бурые медведи, набирая перед спячкой дополнительный вес, не страдают от нарушений обмена веществ, как это бывает с располневшими людьми. Оказалось, что от ожирения медведей спасает кишечная микрофлора. Бурый…
Вверх