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
29-03-2013 Просмотров:14459 Новости Палеонтологии 
Антоненко Андрей
Массовые вымирания в истории Земли, по-видимому, начинались с относительно локальных явлений — вулканической активности в Азии или Пангее, упавшего на Юкатан метеорита и пр. Но ущерб, причинённый ими окружающей среде,...
22-12-2017 Просмотров:3590 Новости Микологии Антоненко Андрей
Биологи рассказали о паразитическом грибе, который поражает мух, проникая в их нервную систему. Через какое-то время жертвы гриба добровольно отправляются к месту своей гибели и умирают в неестественной позе. Зараженными энтомопатогенным...
19-01-2017 Просмотров:5981 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Среди бесчисленного множества ископаемых время от времени встречаются животные, сказать о которых что-либо внятное палеонтологи не в состоянии. Такие окаменелости на ученой латыни называют incertae sedis, то есть группы неопределенного...
11-09-2012 Просмотров:13845 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Оказывается, уровень болевых ощущений можно определить по выражению «лица» животного. Изменение формы носа и щёк у кролика, испытывающего боль (здесь и ниже фото авторов исследования)Животные, как и человек, могут испытывать боль,...
19-11-2014 Просмотров:7890 Новости Цитологии Антоненко Андрей
Группа ученых из университета Тель-Авива (Израиль) под руководством профессора Нира Бен-Таля (Nir Ben-Tal) предлагает первую глобальную картину эволюционного происхождения белков. Результаты нового исследования опубликованы на сайте университета. Каждая клетка содержит тысячи белков, каждый...
Сильный дождь выгоняет дождевых червей на поверхность, и мы обычно считаем, что они появляются из-под земли, чтобы не утонуть. Дескать, вода заполняет их норы, и они вынуждены ползать снаружи до…
Змеи оказались ближе к варанам, а не двуходкам — безногим рептилиям с большой головой, как считалось раньше. К этому выводу пришли палеонтологи, изучавшие ископаемую ящерицу эпохи эоцена Cryptolacerta hassiaca. Скелет ящерицы…
Мы привыкли считать, что отсутствие одного органа чувств увеличивает эффективность других. Так, у слепых сильно обостряется слух. Однако бывают и исключения: у некоторых рыб, живущих в подземных водоёмах, не только…
Группа американских учёных описала 25 новых образцов Teilhardina brandti. Эти вымершие приматы ранее были известны только по нижним зубам. На этот раз в распоряжении учёных оказались фрагменты верхних зубов и…
Как известно, самки пятнистых гиен значительно крупнее своих самцов. Почему так? Зоологи пришли к выводу, что крупные размеры попросту продлевают им жизнь и позволяют рожать больше детёнышей. Кения, национальный парк «Озеро…
Через несколько лет леса на планете вновь будут прибывать, заявил помощник генерального директора Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (FAO) Эдуардо Рохас-Бриалес на официальном открытии Международного года лесов. Всемирный фонд дикой…
Участники международного океанологического проекта SERPENT сообщают о грандиозном успехе: им, возможно, впервые удалось заснять на видео в естественной среде обитания так называемого «сельдяного короля» – самую длинную из живущих в…
Это выявил новый метод измерения крупнейших на планете рыб, предложенный австралийскими ихтиологами. В его основе — использование фотограмметрии. Рыба-гигант в окружении исследователей (Amos Nachoum / Corbis) Китовая акула (Rhincodon typus)…
12 октября возобновилась программа НАСА Operation IceBridge, и исследователи всего мира устремили свои взоры на шельфовый ледник Пайн-Айленд в Антарктиде, где находится крупный разлом, измеренный в ходе прошлогодней кампании. Безоблачное небо…
Вверх