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
17-03-2015 Просмотров:7949 Новости Эволюции 
Антоненко Андрей
Ученые из Кембриджского университета (Великобритания) под руководством Джона Сатерланда (John Sutherland) разработали новый сценарий возникновения жизни на ранней Земле в условиях кометных бомбардировок. Они показали, что кирпичики биомолекул могли синтезироваться...
14-09-2016 Просмотров:6713 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Зубные батареи утконосых динозавров являются уникальными адаптациями к питанию твердым волокнистым кормом, и ничего подобного по сложности и эффективности не встречается больше ни у кого из позвоночных. К такому выводу...
14-01-2013 Просмотров:13331 Новости Эволюции Антоненко Андрей
3D-реконструкция спинного хребта четвероногих показала, что первые сухопутные животные передвигались подобно современным тюленям. Ихтиостега (реконструкция Джулии Молнар)В числе участников исследования была ихтиостега — зубастое создание свирепого вида, жившее 374−359 млн лет...
28-08-2011 Просмотров:11518 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Современные млекопитающие делятся на три группы: яйцекладущие (клоачные), сумчатые и плацентарные. Первые входят в подкласс первозвери, а вторые и третьи объединяются в подкласс звери. Вопрос о том, когда сумчатые и...
08-04-2013 Просмотров:10937 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
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...
Вильям Стейн (William Stein), палеоботаник из университета Бингемтона (Binghamton University) вместе с коллегами нашёл две окаменелости самых древних деревьев, одна из которых представляет собой цельное дерево (ствол, соединённый с кроной).…
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…
Ученые из МГУ имени М.В. Ломоносова и Университета Иллинойса (США) изучили способы упаковки ДНК в клеточном ядре и их изменение в процессе ее репликативного синтеза. Статья опубликована в журнале Current Biology. Сравнение обычной флуоресцентной микроскопии реплицирующегося хроматина и микроскопии с…
Исследование остатков рептилии Eunotosaurus из пермских отложений Южной Африки помогло ученым заполнить пробел, зиявший в современных научных представлениях о появлении и эволюции панциря у черепах. Предок черепах - эунотозавр (Eunotosaurus) "Черепаший панцирь…
Babiana ringens имеет толстый безлиственный стебель, специально для птиц. (Фото buildingadesert .)Чтобы облегчить жизнь опылителям-нектарницам, южноафриканские растения рода бабиана вырастили у себя специальный стебель, выполняющий роль жёрдочки для птиц, чтобы…
Палеонтологи представили первое доказательство того, что морским рептилиям мозазаврам не приходилось выходить на сушу для размножения. Подобно современных китам, они рожали в море. МозазаврыОб этом говорится в статье американских ученых из Йельского университета,…
Обычные лягушки и жабы умеют различать цвета в полной темноте и сохраняют эту способность даже в тех условиях, когда человек вообще ничего не видит, заявляют российские и шведские ученые в статье, опубликованной в журнале Philosophical Transactions of the Royal…
Распространена в Енисее от устья Нижней Тунгуски до залива включительно. Встречается в некоторых небольших реках, впадающих в горло и залив. Корюшка азиатская - Osmerus mordax dentexАзиатская корюшка - небольшая полупроходная с…
Кажется очевидным, что чем дольше «дружат» растение и опылитель (насекомое, зверь, птица), тем лучше происходит опыление. За время совместной эволюции у опылителя появляются всё более совершенные уловки, чтобы собирать нектар…
Вверх