A kerekférgek, gyümölcslegyek, pillangók, halak, galambok, denevérek a Föld mágneses mezőjét használják a navigációhoz. Az embert megfosztják az ilyen képességektől, és speciális eszközök nélkül megtéveszt. Hogyan működik a természetes biokompasz - a RIA Novosti anyagában.
A férgek gondolkodnak
A Caenorhabditis elegans kerekféreg, amely az állatvilág legalacsonyabb fokát foglalja el, az AFD idegvégének végén az agyban kicsi kinövi az agyban, hasonlóan a mikroszkopikus televíziós antennához. Ez egy bio-iránytű, amellyel a féreg navigál a talajon.
A biokompasznak köszönhetően a féreg élelmet keresve tovább mozog. A texasi egyetem (USA) tudósai által végzett kísérletben a férgek elvesztették orientációjukat és kaotikusan mozogtak, ha a mágneses tér eltorzult körülöttük. További kísérletek azt mutatták, hogy a pálya attól is függ, hogy a világ mely részén születtek és nőtt a férgek. Így a „bennszülött texans” a föld és a hawaii, az angol és az ausztrál férgek párhuzamosan mozogtak - olyan szögben, amely megfelel a szülőföldjükre jellemző mágneses mező vonalak torzulásának.
Folyamat-biokompasz a fonálféreg agyában / illusztráció: RIA Novosti.
Hal szippantás
Promóciós videó:
Halakban az orrban található egy olyan biokompasz, amely reagál a föld mágneses mezőjére. A Ludwig Maximilian Egyetem (Németország) tudósai képesek voltak izolálni a sejteket a szivárványos pisztráng (Oncorhynchus mykiss) orrából, amely magneten részecskéket tartalmazott. Ez egy ásvány, amely fontos szerepet játszik egyes élő szervezetek mozgásirányának meghatározásában. A kutatók szerint az egyes egyének orrrészében tíz-száz ilyen sejt található, ami lehetővé teszi a halak számára, hogy ne csak az északi irányt meghatározzák, hanem szélességi és szélességi irányba is orientálódjanak.
A tudósok úgy vélik, hogy a túlérzékeny orrnak köszönhetően a pisztráng a folyókról a tengerre halad háromszáz kilométerre, és néhány év múlva visszatér oda, ahol született.
Az orrvidék speciális sejtjeinek köszönhetően a szivárványos pisztráng mindig visszatér a születési helyére / CC BY 2.0 / Jon Nelson.
A rovarok a fehérjékre támaszkodnak
A gyümölcslegyeknek is megvan a saját biokompaszuk - ez egy két fehérje szerkezete, amely a sejtmembránok felületén képződik. A kriptokróm (Cry) lehetővé teszi a sejtek számára, hogy érzékeljék a kék és az ultraibolya fényt. A második protein (CG8198) fő funkciója a bioritmusok szabályozása a testben, de a kriptokrómmal kombinálva egyfajta nanotűt képez. Középső tengelye CG8198, héja pedig Cry.
Egy ilyen tű, mint egy iránytű, még gyenge mágneses mezővel is igazodik. A vizsgálat során a kínai tudósoknak a fémszereket műanyagokkal kellett lecserélniük, mivel a vizsgált fehérjeszerkezetek erősen mágneseztek és tapadtak a fémhez.
A nyitott fehérjekomplexet MagR (mágneses receptor) elnevezéssel kaptuk. Pontosan hogyan működik ez, még nem tisztázott, de a tudósok azt sugallták, hogy a fehérjék, amelyek jeleket küldenek az idegrendszernek, segítenek Drosophila-nak megérteni, hol van az északi rész.
Drosophila a MagR fehérje komplexnek köszönhetően érzékeli a Föld mágneses mezőjét / Fotó: Muhammad Mahdi Karim.
A madarak számítanak és mérnek
Az uralkodó lepkéknek és néhány madárnak, különösen a galamboknak mágneses receptoruk van. Madarakban a kriptokróm egyik típusa, a Cry 1a található a retina sejtjeiben, amelyek érzékenyek a kékre és az ultraibolya sugarakra, és csak a fény aktiválása után reagál a mágneses mezőre. De még ez sem magyarázza meg teljesen a madár navigációs rendszerét. Valójában, amikor az űrben orientálódnak, a madarak egyszerre két „bio-navigációs térképet” használnak - illatos és mágneses.
A mágneses madárnak köszönhetően megkülönböztetik az északi és déli irányokat, kiszámítják a hosszúságot, megmérik a Föld mágneses tere deklinációját (a mágneses és a földrajzi különbség), ez segít nekik az orientációban és az útvonal korrekciójában.
A tudósok úgy vélik, hogy a madarak az utazás nagy részében a mágneses tereken támaszkodnak, és a szagok fontosabb szerepet játszanak a célvonalon. A galambok, amelyekkel az orrlyukak bedugtak, levágták a szaglás ideget, megsemmisítették a szaglási hámot a csőr cink-szulfát vizes oldatával történő mosásával, és több időt töltöttek a galambkannájuk visszatérésében, mint a közönséges madarak.
Nem minden tudós egyetért abban, hogy a Cry 1a protein szolgálja a madarak navigációját / CC BY-SA 2.5 / Alan D. Wilson / Feral Rock Dove a Burnaby-tó regionális parkjában, a kanadai Burnaby-ben.
Denevérek ellenőrizze a napot
2016-ban a Max Planck Agykutató Intézet (Németország) tudósai kilencven emlősfaj sejtjeiben fedezték fel a Cry navigációs proteint vagy annak Cry 1a variánsát. És mondjuk, a rágcsálóknak és denevéreknek, amelyek egyértelműen reagálnak a mágneses mezőkre, nem volt ez a fehérje.
Néhány denevértípus - különösen a nagy denevér (Myotis myotis) - nem csak a Föld mágneses tere szerint korrigálja repülését, hanem naponta ellenőrzi biokompaszát a Nap ellen - pontosabban a polarizált fény ellen, amely naplementekor a legfényesebb.
Ezt megerősítették a német és a bolgár tudósok kísérletei. A denevéreket naplemente alatt módosított mágneses mezőbe helyezték (90 fokkal elfordítva keletre). Az állatok egy része konténerekben volt és nem láthatta a lenyugvó nap sugarait. Ennek eredményeként, amikor elengedték őket, csak a dobozokban lévő gerendák dőlésszögével tértek el a pályáról, és eltévelyedtek. Azok az egerek, amelyek összehasonlíthatták érzéseiket a napval, nem tapasztalták meg ezeket a nehézségeket, és biztonságosan visszatértek szülői barlangjukba.
Biokompass emberek számára
Az emberekben az agyban nincs folyamat, nincsenek magnetit sejtek, sejtekben nincsenek navigációs fehérjék. Különleges eszközök nélkül elmegy, ha az útvonalon nincsenek magas tereptárgyak. Ez gyakran az erdőben történik.
Az amerikai mérnökök, Liviu Babitz és Scott Cohen azt javasolják, hogy orvosolják ezt a félreértést egy implantátum felhasználásával, amely biokompaszként működik - mint az állatoknál. A gyufaszekrény méretű szilikon eszköz minden alkalommal rezeg, amikor valaki észak felé fordul. A feltalálók egy biokompaszt ültettek be a bőrük alá.
Alfiya Enikeeva