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
17-03-2014 Просмотров:8273 Новости Палеонтологии 
Антоненко Андрей
Американские палеонтологи открыли карликового динозавра, обитавшего неподалеку от Северного полюса. Этот родственник тираннозавров сумел приспособиться к экстремальным условиям высоких широт и стал "самым полярным" из известных науке гигантских ящеров. Полярный динозавр...
28-03-2016 Просмотров:6657 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Ученые из Технологического института Нью-Джерси (США) и университета Маеджо (Таиланд) разобрались, как слепая рыбка Cryptotora thamicola из пещер Таиланда может ходить и даже карабкаться по скользким стенам пещер, по которым стекают водопады....
20-04-2019 Просмотров:2453 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Палеонтологи из Университета Огайо (США) обнаружили новый вид плотоядных млекопитающих, которые обитали на Земле 22 миллиона лет назад. Массивный хищник был больше белого медведя: по величине его череп сравним с черепом носорога, пишет EurekAlert! со...
10-11-2012 Просмотров:16688 Рыбы Енисея Антоненко Андрей
Елец сибирский распространен по всему Енисею, включая его дельтовые притоки (р. Танама). Известен во всех реках, пойменных водоемах и проточных озерах, а так же водохранилищах. Особенно многочислен в водоемах верхнего...
28-09-2013 Просмотров:9261 Новости Генетики Антоненко Андрей
Исследователи постоянно пытаются заставить бактерии производить какие-нибудь вещества, от белков до топливных углеводородов, и самая типичная технологическая проблема при этом — малый выход требуемых молекул. Обычно такие молекулярно-биотехнологические манипуляции сводятся к...
Нейрофизиологи обнаружили, что собаки хорошо понимают значение некоторых слов и различают интонации, с которыми они были сказаны, используя те же половины мозга для обработки речи, что и человек, говорится в статье, опубликованной в журнале Science. "Когда наш…
Шимпанзе не перестают удивлять нас своими умственными способностями. Кажется, что эти обезьяны мало чем отличаются от людей — и компьютер освоили, и рисовать умеют, и языку глухонемых вполне себе обучаются.…
В современных научных исследованиях биологического профиля все шире используются географические информационные системы (ГИС). Например, геоинформационные технологии успешно применяют при изучении закономерностей пространственно-временного распределения биологических объектов с учетом особенностей окружающей среды.…
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…
В юрском периоде (то есть примерно 200–145 млн лет назад) у некоторых плотоядных динозавров появились птицеобразные скелеты и перья. Одна из таких групп действительно породила птиц, и специалисты никак не…
Тираннозавр: альфа-версия В породах нижнетриасового возраста знаменитой южноафриканской формации Карру палеонтологи давно находили множество разрозненных костей, принадлежащих какому-то неизвестному науке раннему архозавру - эритрозухиду. Типовым представителем этой группы животных считается Erythrosuchus…
Океаны живут всего лишь несколько сотен миллионов лет — как приходят, так и уходят. Новые рождаются, когда континенты разрываются на части, а из разломов изливается горячая магма — она застывает…
Несмотря на то что австралопитек афарский мог ходить на задних лапах, скорее всего, бóльшую часть времени он проводил на деревьях. Лопатка «Селам» (фото David J. Green)Вопрос о том, когда предок человека…
Озеро Каффенклуббен (датск. Kaffeklubben Sø, 83˚ 37') находится на небольшом (48 га) одноимённом островке, к северу от Гренландии, всего в 707 км от полюса. Это самое северное озеро на Земле. Вода…
Вверх