Škrkavky, ovocné mušky, motýle, ryby, holuby, netopiere využívajú na navigáciu magnetické pole Zeme. Človek je zbavený týchto schopností a bez špeciálnych zariadení ho zabraňuje. Ako funguje prírodný biokompass - v materiáli RIA Novosti.
Červi premýšľajú
Škrkavka Caenorhabditis elegans, ktorá zaberá najnižšiu priečku v živočíšnej ríši, má malý výrastok v mozgu na konci neurónu AFD, podobne ako mikroskopická televízna anténa. Jedná sa o biokompas, ktorým červ prechádza pôdou.
Vďaka biokompasu sa červ pohybuje pri hľadaní potravy. V experimente vedcov z University of Texas (USA) stratili červi svoju orientáciu a chaoticky sa pohybovali, ak sa okolo nich skreslilo magnetické pole. Ďalšie experimenty ukázali, že trajektória závisí aj od toho, v ktorej časti sveta sa červy narodili a vyrastali. Preto sa „pôvodní Texáni“pohybovali rovnobežne s povrchom Zeme a havajskými, anglickými a austrálskymi červami - pod uhlom, ktorý zodpovedal skresleniu čiar magnetického poľa charakteristických pre ich pôvodné miesta.
Procesný biokompass v mozgu červa hlístice / ilustrácia RIA Novosti.
Čichanie rýb
Propagačné video:
U rýb sa v nose nachádza biokompass, ktorý reaguje na magnetické pole Zeme. Vedci z Univerzity Ludwig Maximilián (Nemecko) boli schopní izolovať bunky z pstruha dúhového (Oncorhynchus mykiss), ktoré obsahovalo častice magnetitu, minerálu, ktorý hrá dôležitú úlohu v schopnosti niektorých živých organizmov určiť smer pohybu. Podľa vedcov je v oblasti nosa každého jednotlivca desať až sto takýchto buniek, čo umožňuje, aby ryba určovala nielen smer na sever, ale aby sa mohla orientovať aj na zemepisnú šírku a dĺžku.
Vedci sa domnievajú, že vďaka supersenzitívnemu nosu pstruh cestuje z riek do mora na tristo kilometrov a po niekoľkých rokoch sa vracia na miesto, kde sa narodil.
Vďaka špeciálnym bunkám v oblasti nosa sa pstruh dúhový vždy vracia na miesto, kde sa narodil / CC BY 2.0 / Jon Nelson.
Hmyz sa spolieha na bielkoviny
Ovocné mušky majú tiež svoj vlastný biokompas - je to štruktúra dvoch proteínov vytvorených na povrchu bunkových membrán. Kryptochróm (Cry) umožňuje bunkám vnímať modré a ultrafialové svetlo. Hlavnou funkciou druhého proteínu (CG8198) je regulácia biorytmov v tele, ale v kombinácii s kryptochrómom vytvára druh nanoihly. Jeho stredový hriadeľ je CG8198 a jeho plášť je Cry.
Takáto ihla, podobne ako kompasová ihla, sa vyrovnáva aj so slabým magnetickým poľom. Počas štúdie museli čínski vedci nahradiť kovové nástroje plastovými, pretože sledované proteínové štruktúry boli vysoko magnetizované a priľnavé k kovu.
Otvorený proteínový komplex bol pomenovaný MagR (magnetický receptor). Presne to, ako to funguje, je stále nejasné, vedci však navrhli, že bielkoviny, ktoré vysielajú signály do nervového systému, pomáhajú Drosophile pochopiť, kde je sever.
Drosophila sníma zemské magnetické pole vďaka proteínovému komplexu MagR / Photo: Muhammad Mahdi Karim.
Vtáky sa počítajú a merajú
Monarchove motýle a niektoré vtáky, najmä holuby, majú magnetický receptor. U vtákov sa v bunkách sietnice, ktoré sú citlivé na modré a ultrafialové lúče, vyskytuje typ kryptochrómu, Cry la, ktorý reaguje na magnetické pole až po aktivácii svetla. Ale ani to úplne nevysvetľuje, ako funguje navigačný systém pre vtáky. V skutočnosti, keď sa vtáky orientujú vo vesmíre, používajú dve „bio-navigačné mapy“naraz - vôňu a magnetiku.
Vďaka magnetickému vtákovi rozlišujú smery na sever a na juh, vypočítajú zemepisnú dĺžku, merajú sklon (rozdiel medzi magnetickým a zemepisným severom) zemského magnetického poľa, čo im pomáha orientovať sa a opraviť cestu.
Vedci sa domnievajú, že vtáky väčšinou cestujú v závislosti od magnetického poľa a na cieľovej čiare zohrávajú dôležitejšiu úlohu pachy. Holuby, ktorými boli nosné dierky zastrčené, prerušili čuchový nerv, zničili čuchový epitel premytím zobáku vodným roztokom síranu zinočnatého a strávili viac času návratom do dovecote ako bežné vtáky.
Nie všetci vedci súhlasia s tým, že proteín Cry 1a slúži pre navigáciu vtákov / CC BY-SA 2.5 / Alan D. Wilson / Feral Rock Dove v regionálnom parku Burnaby Lake v Burnaby, BC, Kanada.
Netopiere Skontrolujte so Slnkom
V roku 2016 vedci z inštitútu Max Planck pre štúdium mozgu (Nemecko) objavili v bunkách deväťdesiatich druhov cicavcov navigačný proteín Cry alebo jeho variant Cry 1a. A povedzme, hlodavce a netopiere, ktoré jasne reagujú na magnetické pole, tento proteín nemali.
Niektoré druhy netopierov - najmä veľký netopier (Myotis myotis) - korigujú nielen svoj let podľa magnetického poľa Zeme, ale tiež každý deň kontrolujú svoj biokompas proti slnku - presnejšie proti polarizovanému svetlu, ktoré je najjasnejšie pri západe slnka.
Potvrdili to experimenty nemeckých a bulharských vedcov. Netopiere boli pri západe slnka umiestnené do modifikovaného magnetického poľa (posunutého o 90 stupňov východne). Niektoré zvieratá boli v nádobách a nemohli vidieť lúče zapadajúceho slnka. Výsledkom bolo, že keď sa uvoľnili, odchýlili sa od kurzu len o uhol sklonu lúčov v krabiciach a zabrzdili. Myši, ktoré mohli porovnávať svoje pocity so slnkom, také ťažkosti nezažili a bezpečne sa vrátili do svojej rodnej jaskyne.
Biokompas pre človeka
U ľudí neexistuje žiadny proces v mozgu, žiadne bunky s magnetitom, žiadne navigačné proteíny v bunkách. Ak sa na trase nenachádzajú žiadne vysoké orientačné body, zíde bez špeciálnych zariadení. Toto sa často stáva v lese.
Americkí inžinieri Liviu Babitz a Scott Cohen navrhujú napraviť toto nedorozumenie pomocou implantátu, ktorý funguje ako biokompas - ako u zvierat. Silikónové zariadenie s veľkosťou krabičky zápaliek vibruje vždy, keď sa človek otočí na sever. Vynálezcovia si implantovali biokompas pod kožu.
Alfiya Enikeeva