Runda maskar, fruktflugor, fjärilar, fiskar, duvor, fladdermöss använder jordens magnetfält för navigering. En person berövas sådana förmågor och utan särskilda apparater kommer han på vilse. Hur den naturliga biokompassen fungerar - i materialet från RIA Novosti.
Maskar tror
Rundormen Caenorhabditis elegans, som upptar det lägsta steget i djurriket, har en liten utväxt i hjärnan i slutet av AFD-neuronet som ser ut som en mikroskopisk TV-antenn. Detta är en biokompass med vilken ormen navigerar genom jorden.
Tack vare biokomponenten rör sig masken ner på jakt efter mat. I ett experiment av forskare vid University of Texas (USA) förlorade maskar sin orientering och rörde sig kaotiskt om magnetfältet snedvrids runt dem. Ytterligare experiment visade att banan också beror på i vilken del av världen maskarna är födda och uppfödda. Således rörde de "inhemska texanerna" parallellt med jordytan och Hawaiian, brittisk och australisk maskar - i en vinkel som motsvarade snedvridningen av magnetfältlinjer som är karakteristiska för deras infödda platser.
En processbiokompass i hjärnan hos en nematodmask / illustration av RIA Novosti.
Fisk sniff
Kampanjvideo:
Hos fisk finns en biokomponent som reagerar på jordens magnetfält i näsan. Forskare från universitetet i Ludwig Maximilian (Tyskland) kunde isolera celler från näsan på regnbåge (Oncorhynchus mykiss), som innehöll partiklar av magnetit, ett mineral som spelar en viktig roll i förmågan hos vissa levande organismer att bestämma rörelseriktningen. Enligt forskare finns det i varje nasals region från tio till hundra sådana celler, vilket gör att fisken inte bara kan bestämma riktningen norrut, utan också att orientera sig i latitud och longitud.
Forskare tror att det är tack vare den överkänsliga näsan som öring reser från floder till havet under tre hundra kilometer, och efter några år återvänder den till den plats där den föddes.
Tack vare de speciella cellerna i näsregionen återvänder regnbågöring alltid till den plats där den föddes / CC BY 2.0 / Jon Nelson.
Insekter är beroende av proteiner
Fruktflugor har också en egen biokompass - det är en struktur av två proteiner som bildas på ytan av cellmembranen. Cryptochrome (Cry) gör att celler kan uppfatta blått och ultraviolett ljus. Huvudfunktionen för det andra proteinet (CG8198) är regleringen av biorytmer i kroppen, men i kombination med kryptokrom bildar det en slags nano-nål. Dess centrumaxel är CG8198 och dess skal är Cry.
En sådan nål liknar en kompassnål även med ett svagt magnetfält. Under studien var kinesiska forskare tvungna att ersätta metallinstrument med plastinstrument, eftersom de studerade proteinstrukturerna var mycket magnetiserade och vidhäftade till metallen.
Det öppna proteinkomplexet kallades MagR (magnetisk receptor). Exakt hur det fungerar är fortfarande oklart, men forskare har föreslagit att proteiner, som skickar signaler till nervsystemet, hjälper Drosofila att förstå var norr är.
Drosophila känner av jordens magnetfält tack vare MagR-proteinkomplexet / Foto: Muhammad Mahdi Karim.
Fåglar räknar och mäter
Monarkfjärilar och vissa fåglar, särskilt duvor, har en magnetisk receptor. Hos fåglar finns en typ av kryptokrom, Cry 1a, i celler i näthinnan som är känsliga för blå och ultravioletta strålar, och den reagerar på ett magnetfält först efter ljusaktivering. Men även det förklarar inte helt hur fågelns navigationssystem fungerar. Faktum är att fåglar använder orientering i rymden två "bio-navigeringskartor" på en gång - lukt och magnetisk.
Tack vare magnetfågeln skiljer de riktningarna mot norr och söder, beräknar longitud, mäter deklinationen (skillnaden mellan magnetisk och geografisk norr) i jordens magnetfält, detta hjälper dem att orientera sig och korrigera rutten.
Forskare tror att fåglar reser mest av vägen förlita sig på magnetfältet och att lukt spelar en viktigare roll vid mållinjen. Duvorna med vilka näsborrarna anslutits klippte luktnerven, förstörde luktepitelet genom att tvätta näbben med en vattenlösning av zinksulfat och tillbringade mer tid tillbaka till sin dovecote än vanliga fåglar.
Inte alla forskare håller med om att Cry 1a-proteinet serverar fåglar för navigering / CC BY-SA 2.5 / Alan D. Wilson / Feral Rock Dove i Burnaby Lake Regional Park i Burnaby, BC, Kanada.
Fladdermöss Kontrollera med solen
2016 upptäckte forskare från Max Planck Institute for the Study of the Brain (Tyskland) navigationsproteinet Cry, eller dess variant Cry 1a, i cellerna av nittio däggdjursarter. Och, säg, gnagare och fladdermöss, som tydligt reagerar på magnetfält, hade inte detta protein.
Vissa arter av fladdermöss - i synnerhet den stora fladdermusen (Myotis myotis) - korrigerar inte bara deras flyg enligt jordens magnetfält, utan kontrollerar också dagligen deras biokompass mot solen - mer exakt mot det polariserade ljuset, som är ljusast vid solnedgången.
Detta bekräftades av experimenten från tyska och bulgariska forskare. Fladdermöss placerades i ett modifierat magnetfält (skiftade 90 grader österut) under solnedgången. Vissa av djuren låg i behållare och kunde inte se strålningssolens strålar. Som ett resultat, när de släpptes, avvika de från banan bara med lutningsvinkeln för balkarna i lådorna och gick vilse. Möss som kunde jämföra sina känslor med solen upplevde inte sådana svårigheter och återvände säkert till deras ursprungliga grotta.
Biokompass för människor
Hos människor finns det ingen process i hjärnan, inga celler med magnetit, inga navigationsproteiner i celler. Han förlorar sig utan speciella enheter om det inte finns några höga landmärken på rutten. Detta händer ofta i skogen.
De amerikanska ingenjörerna Liviu Babitz och Scott Cohen föreslår att korrigera denna missförstånd genom att använda ett implantat som fungerar som en biokompass - som hos djur. En silikonanordning på storleken på en tändsticka vibrerar varje gång en person vänder sig norrut. Uppfinnarna har implanterat en biokomponent under huden.
Alfiya Enikeeva
