Поиск - новости науки и техники

Как по компасу. Лягушки ориентируются по магнитному полю Земли.

Ученые биологического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова выяснили, что поведение бесхвостых амфибий – озерных лягушек – в состоянии брачной активности напоминает магнитную компасную ориентацию у птиц в период миграционного беспокойства. Результаты работы опубликованы в журнале Journal of Comparative Physiology A. Исследования были проведены совместно с НИИ ядерной физики им. Д.В.Скобельцына МГУ.
Изучая особенности навигации животных, ученые большое внимание уделяют их ориентации по магнитному полю Земли. Такая способность обнаружена у многих представителей фауны, но отсутствует у человека и поэтому кажется наиболее загадочной. Главным объектом исследований в этом направлении стали птицы. Однако со временем выяснилось: чтобы понять эволюцию явления, необходим более широкий охват изучаемых животных.
– Ключевое положение здесь, безусловно, занимают амфибии, так как они, являясь самыми архаичными из ныне живущих наземных позвоночных, должны были сохранить механизмы ориентации, наиболее близкие к тем, что имелись у них в исходном состоянии. Но данная группа изучена недостаточно, а по бесхвостым амфибиям в контролируемых лабораторных условиях вообще до настоящего времени существовала всего одна работа, результаты которой не столь однозначны, – рассказал участник исследования, кандидат биологических наук Владимир Шахпаронов, занимающийся этой темой вместе с кандидатом биологических наук Сергеем Огурцовым. 
Поэтому в качестве объекта своих исследований биологи выбрали именно бесхвостых амфибий, а конкретно – озерную лягушку (Pelophylax ridibundus), которая ежегодно совершает миграции из зимовочного водоема в нерестовый пруд. В итоге ученые впервые убедились в том, что взрослые озерные лягушки способны выбирать миграционное направление между местом зимовки и водоемом размножения по магнитному полю Земли.
– Исходя из наших предыдущих работ, проведенных в полевых условиях, мы выяснили, что озерные лягушки в исследуемой популяции совершают миграцию осенью из нерестовых прудов в реку Москва (место зимовки), а весной возвращаются назад. Направление этой миграции осенью – на северо-восток, а весной, наоборот, – на юго-запад. Кроме того, мы обнаружили, что если в период миграции унести лягушек на километр от всех водоемов в открытое поле и выпустить, то они не расходятся случайным образом во все стороны, как летом. Земноводные выбирают путь, параллельный направлению миграции в своем местообитании. Так как опыты проводились ночью и в плохую погоду, мы предположили, что для выбора этого направления они используют не солнечный и не звездный компас, а именно магнитный, – рассказал ученый.
Биологи решили проверить свое предположение, поместив амфибий в искусственное магнитное поле, направлением которого можно управлять. В этом случае, поворачивая искусственное поле, можно заставить амфибий идти в нужную сторону. Лягушку сажали в стартовую камеру, после чего она делала несколько прыжков и оказывалась в коридоре, из которого было только два выхода – направо и налево. В конце каждого рукава находилась ловушка – мешок. Когда лягушка падала в него, ученые считали, что ее выбор направления сделан.
– Этот Т-образный лабиринт мы помещали в трехосевые кольца Гельмгольца, которые генерируют магнитное поле и позволяют управлять им. Лабиринт устанавливали так, чтобы его рукава лежали вдоль оси естественной миграции лягушек “юго-запад – северо-восток”, но не относительно магнитного поля Земли, а относительно поля, созданного кольцами, – пояснил Владимир Шахпаронов.
Перед экспериментом лягушек при помощи особого температурного и светового режима вводили в состояние брачной активности. После того как амфибий помещали в лабиринт, они выбирали рукав, ведущий на юго-запад. В естественных условиях, мигрируя в этом направлении, они попали бы из реки в свой нерестовый пруд.
Для того чтобы быть уверенными, что выбор лягушки был связан именно с направлением магнитного поля, протестировав половину лягушек, ученые повернули магнитное поле на 180 градусов. Таким образом, для второй половины животных “пруды” оказались в противоположной стороне лабиринта.
– Как мы и предполагали, следуя за поворотом поля, лягушки начали идти в другой рукав лабиринта. Для контроля мы ввели тех же особей в состояние зимовки, когда мотивация к миграции у лягушек отсутствует. На этот раз выбор рукава лабиринта был случаен и никак не связан с ориентацией создаваемого нами магнитного поля, – сказал ученый.
– Таким образом, мы видим общность механизмов у мигрантов из разных классов позвоночных: птиц и амфибий. Кроме этого, нам удалось разработать хорошую поведенческую модель, которая поможет провести дальнейшие исследования и приступить к поиску рецептора магнитного поля Земли, – заключил Владимир Шахпаронов.
Пресс-служба МГУ

Нет комментариев