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
04-07-2018 Просмотров:3008 Новости Эволюции 
Антоненко Андрей
Миллиарды лет животные обходились без шеи. Но когда древним рыбам пришлось выбраться на сушу, строение их тела сильно изменилось. Удлинился позвоночник, голова приобрела подвижность, органы чувств могли воспринять больше информации. Все это...
29-09-2016 Просмотров:6130 Новости Генетики Антоненко Андрей
Ученые из Пенсильванского университета (США) показали, что видовое многообразие костистых рыб не объясняется дупликацией генов, как принято считать. Помогло в этом изучение снимков остатков рыб, живших на нашей планете 100-250...
22-03-2013 Просмотров:10322 Новости Антропологии Антоненко Андрей
Учёные давно мечтают разглядеть следы первых людей современного анатомического типа, отважившихся покинуть Африку. И это не случайно, ведь тот исход сыграл очень важную роль в человеческой эволюции. Трио, похороненное в одной...
07-06-2010 Просмотров:13825 Новости Антропологии Антоненко Андрей
На севере Австралии, на плато Арнем-Ленд, найден наскальный рисунок, изображающий двух гениорнисов (genyornis). Эти огромные птицы вымерли, по мнению биологов, ещё 40 тысяч лет назад. Специально для "опознания" гениорниса был приглашён...
03-02-2011 Просмотров:14162 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Находка японских учёных позволила исследовать особенности нереста этих рыб в естественной среде. Полученные знания помогут лучше организовать разведение угрей, мясо которых высоко ценится в пищевой промышленности, без ущерба для их...
Енисей и его притокиПожалуй, нет на Земле реки, берега которой настолько разнообразны! Здесь и заснеженные хребты Саян, и степи Минусинской котловины, и бескрайние туруханские болота, и лесистые сопки Енисейского кряжа,…
Международная группа генетиков под руководством Моники Кармин из Тарту (Эстония) при содействии коллег из США, Великобритании, России и многих других стран построила своеобразное древо жизни мужчин. Об этом сообщается на официальном сайте…
Муравьи-листорезы (Atta texana) получили своё название из-за пристрастия к листве деревьев, однако сами они листья не едят. Эти насекомые не могут получать питательные вещества непосредственно из растений, поэтому собранную зелёную…
В нашем кишечнике живёт множество полезных бактерий, и потому перед иммунной системой при появлении патогенного чужака встаёт непростой вопрос: как отличить полезную бактерию от вредной? Причём иммунитет должен быть очень…
Чтобы повысить численность следующего поколения, самцы арктического двустворчатого моллюска Lissarca miliaris со временем превращаются в самок и держат личинок у себя до тех пор, пока те не обретут собственную раковину. Колония…
Учёные из Принстона сконструировали несколько несуществовавших в природе генов, которые кодировали белки, не встречающиеся в живых существах. Эти гены удалось заставить заработать в живых бактериях, причём взамен удалённых из микроорганизмов…
Климатологи проанализировали колебания температуры на Земле за последние два миллиона лет, и пришли к выводу, что сегодня на планете царят максимально высокие температуры за последние 120 тысяч лет, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature. "Если климат сегодня работает…
Палеонтологи обнаружили во Франции недостающее промежуточное звено эволюции, связывающее пауков и их предков. Если бы не отсутствие паутинных бородавок, это членистоногое можно было бы с легкостью принять за настоящего паука. Предок…
Ученые доказали, что императорские пингвины, вопреки расхожему мнению, не всегда возвращаются в те места, где они появились на свет. Это значит, что потепление климата не несет серьезной угрозы их колониям. Императорские…
Вверх