Кръгли червеи, плодови мухи, пеперуди, риби, гълъби, прилепи използват магнитното поле на Земята за навигация. Човек е лишен от такива способности и без специални устройства се заблуждава. Как работи естественият биокомпас - в материала на РИА Новости.
Червеите мислят
Кръгъл червей Caenorhabditis elegans, който заема най-ниската стъпка в животинското царство, има малък израстък в мозъка, в края на AFD неврона, подобен на микроскопична телевизионна антена. Това е био-компас, с който червеят се движи през почвата.
Благодарение на биокомпаса, червеят се движи надолу в търсене на храна. В експеримент на учени от Тексаския университет (САЩ) червеите са загубили ориентацията си и се движат хаотично, ако магнитното поле се изкривява около тях. По-нататъшни експерименти показаха, че траекторията също зависи от това в коя част на света са се родили и израснали червеите. Така „коренните тексасци“се движеха успоредно на повърхността на земята, а хавайските, британските и австралийските червеи - под ъгъл, който съответстваше на изкривяването на линиите на магнитното поле, характерни за родните им места.
Процес-биокомпас в мозъка на нематоден червей / илюстрация от РИА Новости.
Риба подушва
Промоционално видео:
При рибите биопас, който реагира на магнитното поле на земята, се намира в носа. Учени от Университета на Лудвиг Максимилиан (Германия) успяха да изолират клетки от носа на дъгова пъстърва (Oncorhynchus mykiss), която съдържаше частици магнетит, минерал, който играе важна роля в способността на някои живи организми да определят посоката на движение. Според изследователите в носната област на всеки индивид има от десет до сто такива клетки, което позволява на рибите да определят не само посоката на север, но и да се ориентират по ширина и дължина.
Учените смятат, че именно благодарение на свръхчувствителния нос пъстървата пътува от реки до морето в продължение на триста километра и след няколко години се връща на мястото, където е родена.
Благодарение на специалните клетки в областта на носа, пъстървата винаги се връща на мястото, където е родена / CC BY 2.0 / Джон Нелсън.
Насекомите разчитат на протеини
Плодовите мухи имат и свой биокомпас - това е структура от два протеина, образувани на повърхността на клетъчните мембрани. Криптохромът (Cry) позволява на клетките да възприемат синя и ултравиолетова светлина. Основната функция на втория протеин (CG8198) е регулирането на биоритмите в тялото, но в комбинация с криптохром образува един вид наноигла. Централният му вал е CG8198, а черупката му е Cry.
Такава игла, като игла за компас, се подравнява дори със слабо магнитно поле. По време на изследването китайските учени трябваше да заменят металните инструменти с пластмасови, тъй като изследваните протеинови структури са силно намагнетизирани и прилепнали към метала.
Откритият протеинов комплекс беше наречен MagR (магнитен рецептор). Точно как работи, все още не е ясно, но учените предполагат, че протеините, изпращайки сигнали до нервната система, помагат на Дрозофила да разбере къде е северът.
Дрозофила усеща магнитното поле на Земята благодарение на протеиновия комплекс MagR / Снимка: Мохамед Махди Карим.
Птиците се броят и измерват
Пеперудите монарх и някои птици, по-специално гълъбите, имат магнитен рецептор. При птиците тип криптохром, Cry 1a, се намира в клетки на ретината, които са чувствителни към сини и ултравиолетови лъчи и реагира на магнитно поле само след активиране на светлината. Но дори това не обяснява напълно как работи навигационната система на птицата. Всъщност, когато се ориентират в космоса, птиците използват две „био-навигационни карти“наведнъж - мирис и магнит.
Благодарение на магнитната птица те разграничават посоките на север и юг, изчисляват дължината, измерват деклинацията (разликата между магнитния и географския север) на магнитното поле на Земята, това им помага да се ориентират и да коригират маршрута.
Учените смятат, че птиците пътуват по-голямата част от пътя, разчитайки на магнитното поле, а миризмите играят по-важна роля на финалната линия. Гълъбите, с които бяха запушени ноздрите, отрязаха обонятелния нерв, унищожиха обонятелния епител чрез промиване на човката с воден разтвор на цинков сулфат и прекараха повече време, връщайки се в гълъбовия си кок от обикновените птици.
Не всички учени са съгласни, че протеинът Cry 1a служи на птици за навигация / CC BY-SA 2.5 / Alan D. Wilson / Feral Rock Dove в регионалния парк на езерото Бърнаби в Бърнаби, BC, Канада.
Прилепите проверете със слънцето
През 2016 г. учени от Института Макс Планк за изследване на мозъка (Германия) откриха навигационния протеин Cry, или неговия вариант Cry 1a, в клетките на деветдесет вида бозайници. И, да речем, гризачите и прилепите, които ясно реагират на магнитни полета, не са имали този протеин.
Някои видове прилепи - по-специално голямата прилеп (Myotis myotis) - не само коригират полета си според магнитното поле на Земята, но и ежедневно проверяват биокопастта си срещу слънцето - по-точно срещу поляризираната светлина, която е най-ярка по залез слънце.
Това беше потвърдено от експериментите на немски и български учени. Прилепите са поставени в променено магнитно поле (изместено на 90 градуса на изток) по време на залез. Някои от животните бяха в контейнери и не виждаха лъчите на залязващото слънце. В резултат на това, когато бяха освободени, те се отклониха от курса точно под ъгъла на наклон на гредите в кутиите и се заблудиха. Мишките, които биха могли да сравнят чувствата си със слънцето, не изпитваха такива трудности и се връщаха безопасно в родната пещера.
Biocompass за хората
При хората няма процес в мозъка, няма клетки с магнетит, няма навигационни протеини в клетките. Той се заблуждава без специални устройства, ако няма високи ориентири по маршрута. Това често се случва в гората.
Американските инженери Ливиу Бабиц и Скот Коен предлагат да се коригира това недоразумение, като се използва имплант, който действа като биокомпас - като при животни. Силиконово устройство с размерите на кибритена кутия вибрира всеки път, когато човек се обърне на север. Изобретателите са имплантирали биокомпас под кожата си.
Алфия Еникеева
