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
24-11-2016 Просмотров:6039 Новости Зоологии 
Антоненко Андрей
У шимпанзе мамы тоже учат детей, как себя вести — такое наблюдение сделали зоологи из Гарвардского университета (США), под руководством профессора Ричарда Рэнгема (Richard Wrangham), изучая обычаи груминга (чистки шерсти)...
11-07-2017 Просмотров:4932 Новости Ботаники Антоненко Андрей
Помидоры и некоторые другие растения выработали оригинальную тактику борьбы с гусеницами – их листья содержат столько "несъедобных" молекул и частиц, что насекомые становятся каннибалами и начинают поедать своих сородичей, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature...
14-02-2014 Просмотров:9437 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Китайские ученые нашли объяснение необычайно хорошей сохранности ископаемой фауны местонахождения Жэхэ. Оказывается, дойти до наших дней перьям динозавров и цветам давно вымерших деревьев помогло катастрофическое извержение вулкана. Иллюстрация: George Arthur Bush Местонахождение...
20-01-2011 Просмотров:11015 Новости Микробиологии Антоненко Андрей
В экспериментах биологов из Университета Райса (США) слизевики Dictyostelium discoideum продемонстрировали фермерские способности. Плодовые тела Dictyostelium discoideum (фото Scott Solomon) Основную часть времени амёба Dictyostelium discoideum, хорошо изученный модельный организм, проводит в...
05-03-2019 Просмотров:2709 Новости Эволюции Антоненко Андрей
Длительные эксперименты с разноцветными голубями и вшами помогли ученым доказать, что теория Дарвина правильно описывает то, как возникают новые виды, приспосабливаясь к разным экологическим нишам и условиям обитания. Их выводы...
Инженерам давно известно, что лучше всего собирать систему из модулей. Если один из компонентов перестанет работать, достаточно его заменить, будь то видеокарта компьютера, генератор автомобиля или камера космического телескопа. Напротив, если…
Исследователи выяснили, что нейроны головного мозга взаимодействуют между собой легче и надёжнее, если они входят в группы по 40–50 клеток. Нейронная сеть (фото Eran Lahav)Среди исследователей головного мозга бытует мнение, что…
Биолог Лесли Восшол (Leslie Vosshall) и его коллеги из Рокфеллеровского университета в Нью-Йорке (США), обнаружили причины страстной любви комаров к роду человеческому. Выяснилось, что назойливыми поклонниками мы обязаны сюлкатону (sulcaton) — веществу,…
Перуанские палеонтологи обнаружили в пустыне Окукахе скелет палеогенового предка китов, жившего в этих краях 40 млн лет назад. Окаменелости отлично сохранились и претендуют на звание самого древнего морского млекопитающего на…
Землетрясение может стать фактором извержения вулканов, считает международный коллектив ученых, опубликовавший результаты исследования в Journal of Volcanology and Geothermal Research. Коротко о работе рассказывает Science. Извержение вулканаУченые давно заметили, что некоторые вулканические извержения случались после землетрясений,…
Клешни раков-богомолов, животных с самым быстрым и сильным ударом на Земле, не разрушаются во время удара по раковинам моллюсков и другим предметам благодаря особым природным "боксерским перчаткам", заявляют ученые в статье, опубликованной в журнале Advanced Materials. Рак-богомол (Odontodactylus scyllarus)"Мы предполагаем,…
Палеонтологи откопали в Испании останки млекопитающего, жившего в середине мелового периода. Оказалось, что это существо было покрыто иголками, подобно современным ежам, и при этом страдало от грибкового заболевания. Spinolestes xenarthrosusК такому…
Сотрудники Музея естественной истории в Моррисоне отыскали в предгорьях Скалистых гор цепочки следов молодых зауроподов. Один из отпечатков лап молодого зауропода (фото Morrison Museum of Natural History, Matthew T. Mossbrucker) Возраст…
Клюв работает у пернатых этаким радиатором: у особей, живущих в жарких областях, он почти вдвое увеличивается в размерах и служит для охлаждения тела — подобно ушам у зайца или вываленному…
Вверх