Искомое - компас. Ученые бьются над механизмом ориентации птиц - Поиск - новости науки и техники
Поиск - новости науки и техники

Искомое – компас. Ученые бьются над механизмом ориентации птиц

14.06.2020

В Санкт-Петербургском госуниверситете разработали миниатюрное устройство для изучения ориентации птиц по магнитному полю Земли.

В исследовании участвовали орнитологи и физики СПбГУ вместе с коллегами из Института эволюционной физиологии и биохимии РАН и биостанции «Рыбачий» Зоологического института РАН.

Созданный ими микроприбор весом чуть меньше грамма позволил локально «заглушить» магнитный компас птиц. В результате выяснилось, что магниторецепция вряд ли связана с белком криптохромом в сетчатке их глаз. Раньше именно ему приписывали уникальные способности птиц ориентироваться по магнитному полю Земли.

Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.
Магнитный орган, позволяющий перелетным птицам определять север и юг, все еще остается для ученых загадкой: эксперименты показывают, что он точно есть, но никто не понимает, где он локализован и как работает. Известно, что птицы для ориентации в пространстве используют сразу несколько источников информации: солнце, звезды, ландшафт, запахи, а также параметры геомагнитного поля, позволяющие определить направление (магнитный компас) и, возможно, местоположение (магнитная карта).

Еще известно, что если воздействовать на все тело птицы слабым переменным магнитным полем в мегагерцовом диапазоне, то работа «компаса» нарушится. Кроме того, в 2018 году международная группа исследователей, куда вошли ученые СПбГУ, выяснила, что информация о местоположении передается в мозг птицы по глазничной ветви тройничного нерва. Нерв есть, функция есть, однако сам рецептор все еще не найден.

Одна из теорий, объясняющая уникальную способность, связана со свойствами криптохрома – этот белок находится в сетчатке глаз птиц и некоторых других животных. С его помощью, как предполагалось, птица может в буквальном смысле видеть магнитное поле. Чтобы проверить, действительно ли магнитный компас связан с глазами, ученые СПбГУ решили направить именно на эту область переменное магнитное поле, которое теоретически должно сбить с толку птичий компас.

Устройство состоит из микрогенератора – он создает переменный ток на высокой частоте – а также маленьких индукционных катушек – они генерируют высокочастотное магнитное поле. Сделать такой прибор было непросто, к тому же ученые долго подбирали клей, который не вредил бы птице и надежно удерживал конструкцию. Им оказался клей для ресниц.

Микрогенераторами, как рюкзачками, снабдили 22 садовые славки. Это небольшие птички, распространенные по всей Европе, которые на время зимовки улетают в Африку. Перехватывали их осенью на Куршской косе в Калининградской области, где расположена биостанция «Рыбачий». После серии экспериментов оказалось, что птицы как с включенными генераторами, так и с выключенными ведут себя одинаково: помещенные в круглые клетки без доступа к видимым ориентирам, они все-таки прыгают в том направлении, куда полетели бы, если бы были свободны, – на юго-запад. А если переменное поле прикладывалось ко всему телу птицы, когда клетку помещали в большую катушку, животное полностью теряло способность определять направление.

Получен неожиданный результат, который ставит под сомнение господствующую фотохимическую теорию магнитного компаса птиц,

– объяснила один из авторов исследования, доцент кафедры зоологии позвоночных СПбГУ Юлия Бояринова.

По крайней мере, он говорит о том, что у птиц есть другие сенсорные системы, чувствительные к слабым высокочастотным магнитным полям, а это значительным образом меняет существующие представления о биофизике и нейрофизиологии магниторецепции.

Во время следующих экспериментов ученые хотят изучить и другие места на теле птицы, где, возможно, прячется компас. Они предполагают, что решение этой фундаментальной задачи поможет в будущем создать новые бесспутниковые навигационные системы.

Пресс-служба СПбГУ

Нет комментариев

Загрузка...
Новости СМИ2