Исследуя способность птиц ориентироваться во время длительных сезонных перелетов, ученые склонялись к мнению, что их внутренний механизм навигации опирается на направление магнитных линий Земли. Однако новые опыты международной команды биологов показали недостоверность этой теории.
Оказалось, что птицы распознают направление север-юг благодаря визуальным центрам мозга и чувствительным к свету клеткам глазного дна.
Идея о существовании в сознании перелетных птиц встроенного биологического компаса была впервые выдвинута еще два столетия назад. Но до сих пор ученые не сделали окончательного заключения о том, как работает этот природный механизм. Ряд биологов считает, что за ориентацию птиц в пространстве отвечает клеточный рецептор, расположенный в верхнем клюве, – орган, построенный на молекулах железа, который может определять положение и направление магнитного поля и передавать эту информацию в мозг.
Другие специалисты придерживаются совершенно иного мнения. Они уверены, что магнитное поле может быть обнаружено птицей благодаря светочувствительным клеткам глазного дна, которые собирают эту информацию для дальнейшей обработки в специальном отделе мозга, отвечающем за световосприятие, – кластере N. Ученые из Университета Иллинойса (США) и Ольденбургского университета (Германия) обнаружили, что за все отвечает специальный протеин криптохром, вырабатываемый в глазном яблоке птицы. Это вещество очень чувствительно к свету, и под воздействием быстрых фотонов из него выбивается пара радикалов – высокореактивных молекул с неспаренными электронами.
Эти электроны обладают спином – собственным моментом инерции, который очень чувствителен к магнитному полю Земли и под его влиянием меняет свое значение. Ученые предположили, что сигнал от такого изменения передается в нервную систему, и это помогает птице ориентироваться относительно севера. Для подтверждения своей гипотезы автор исследования биофизик Хенрик Моритценоф и его коллеги провели эксперимент с 36 особями европейского дрозда. Оказалось, что под воздействием как естественных, так и искусственно созданных магнитных полей все пернатые правильно определяли направление и отлично ориентировались в пространстве.
На следующем этапе птиц разделили на две группы: половине дроздов при помощи специальных химических препаратов заблокировали нервные окончания магнитного рецептора в клюве, а другим временно отключили тот самый кластер N, отвечающий за распознание фотонов. Результаты опыта показали, что первая группа пернатых по-прежнему отлично распознавала направление север-юг, а значит, магнитный рецептор не играет существенной роли в природной навигации.
Вторая группа, напротив, полностью потеряла способность находить магнитные поля – как земное, так и искусственно создаваемые учеными. Анализ проделанной работы заставил биологов по-новому взглянуть на загадку магнитной навигации птиц. Они предположили, что стоит объединить обе ранее выдвинутые теории в одну. Моритценоф и его научная группа считают, что за определение направления магнитных линий Земли отвечают именно светочувствительные клетки глаза и связанные с ними органы. Но и у рецептора магнитных волн в клюве птиц все же есть свое предназначение – он определяет интенсивность магнитного поля и его изменения, что позволяет птицам вовремя обнаруживать отклонения от выбранного курса.
Идея о существовании в сознании перелетных птиц встроенного биологического компаса была впервые выдвинута еще два столетия назад. Но до сих пор ученые не сделали окончательного заключения о том, как работает этот природный механизм. Ряд биологов считает, что за ориентацию птиц в пространстве отвечает клеточный рецептор, расположенный в верхнем клюве, – орган, построенный на молекулах железа, который может определять положение и направление магнитного поля и передавать эту информацию в мозг.
Другие специалисты придерживаются совершенно иного мнения. Они уверены, что магнитное поле может быть обнаружено птицей благодаря светочувствительным клеткам глазного дна, которые собирают эту информацию для дальнейшей обработки в специальном отделе мозга, отвечающем за световосприятие, – кластере N. Ученые из Университета Иллинойса (США) и Ольденбургского университета (Германия) обнаружили, что за все отвечает специальный протеин криптохром, вырабатываемый в глазном яблоке птицы. Это вещество очень чувствительно к свету, и под воздействием быстрых фотонов из него выбивается пара радикалов – высокореактивных молекул с неспаренными электронами.
Эти электроны обладают спином – собственным моментом инерции, который очень чувствителен к магнитному полю Земли и под его влиянием меняет свое значение. Ученые предположили, что сигнал от такого изменения передается в нервную систему, и это помогает птице ориентироваться относительно севера. Для подтверждения своей гипотезы автор исследования биофизик Хенрик Моритценоф и его коллеги провели эксперимент с 36 особями европейского дрозда. Оказалось, что под воздействием как естественных, так и искусственно созданных магнитных полей все пернатые правильно определяли направление и отлично ориентировались в пространстве.
На следующем этапе птиц разделили на две группы: половине дроздов при помощи специальных химических препаратов заблокировали нервные окончания магнитного рецептора в клюве, а другим временно отключили тот самый кластер N, отвечающий за распознание фотонов. Результаты опыта показали, что первая группа пернатых по-прежнему отлично распознавала направление север-юг, а значит, магнитный рецептор не играет существенной роли в природной навигации.
Вторая группа, напротив, полностью потеряла способность находить магнитные поля – как земное, так и искусственно создаваемые учеными. Анализ проделанной работы заставил биологов по-новому взглянуть на загадку магнитной навигации птиц. Они предположили, что стоит объединить обе ранее выдвинутые теории в одну. Моритценоф и его научная группа считают, что за определение направления магнитных линий Земли отвечают именно светочувствительные клетки глаза и связанные с ними органы. Но и у рецептора магнитных волн в клюве птиц все же есть свое предназначение – он определяет интенсивность магнитного поля и его изменения, что позволяет птицам вовремя обнаруживать отклонения от выбранного курса.