Pyöreät madot, hedelmäkärpät, perhoset, kalat, kyyhkyset, lepakot käyttävät maapallon magneettikenttää navigointiin. Henkilö on riistetty sellaisista kyvyistä ja ilman erityisiä laitteita hän harhaan. Kuinka luonnollinen biokompassi toimii - RIA Novostin materiaalissa.
Matoja ajatella
Pyöreämatoisten Caenorhabditis elegans -bakteerien, jotka vievät eläinkunnan alimman vaiheen, aivoissa on AFD-neuronin lopussa pieni kasvu, samanlainen kuin mikroskooppisella televisioantennilla. Tämä on biokompassi, jonka avulla mato liikkuu maaperän läpi.
Biokompassin ansiosta mato liikkuu alas etsimään ruokaa. Texasin yliopiston (USA) tutkijoiden kokeessa madot menettivät suuntautumisensa ja liikkuivat kaoottisesti, jos magneettikenttä vääristyi heidän ympärillään. Lisäkokeet osoittivat, että etenemissuunta riippuu myös siitä, missä maapallon maat ovat syntyneet ja kasvaneet. Siten "alkuperäiskansojen texaanit" siirtyivät samansuuntaisesti maanpinnan ja havaijilaisten, brittiläisten ja australialaisten matojen kanssa - kulmassa, joka vastasi alkuperäiskansoille ominaisten magneettikenttäviivojen vääristymää.
Prosessi-biokompassi nematoodimatojen aivoissa / kuvaus RIA Novosti.
Kala haistaa
Mainosvideo:
Kaloissa nenässä on biokompassi, joka reagoi maan magneettikentään. Ludwig Maximilianin (Saksa) yliopiston tutkijat pystyivät eristämään solut kirjolohen (Oncorhynchus mykiss) nenästä, joka sisälsi magnetiitin hiukkasia, mineraaleja, joilla on tärkeä merkitys joidenkin elävien organismien kyvyssä määrittää liikesuunta. Tutkijoiden mukaan kunkin ihmisen nenäalueella on kymmenestä sataan sellaista solua, mikä antaa kalalle mahdollisuuden määrittää paitsi suunta pohjoiseen, myös suuntautua leveys- ja pituusasteeseen.
Tutkijat uskovat, että taimen kulkee joista merelle kolmensadan kilometrin matkalla yliherkän nenän ansiosta, ja muutaman vuoden kuluttua se palaa takaisin syntymäpaikkaansa.
Nasaalialueen erityisten solujen ansiosta kirjolohi palaa aina syntymäpaikkaansa / CC BY 2.0 / Jon Nelson.
Hyönteiset luottavat proteiineihin
Hedelmäkärpäksillä on myös oma biokompassi - se on rakenne kahdesta proteiinista, jotka muodostuvat solukalvojen pinnalle. Kryptokromi (Cry) antaa soluille mahdollisuuden havaita sinistä ja ultraviolettivaloa. Toisen proteiinin (CG8198) päätehtävänä on kehossa olevien rytmihäiriöiden sääteleminen, mutta yhdessä kryptokromin kanssa se muodostaa eräänlaisen nano-neulan. Sen keskiakseli on CG8198 ja sen kuori on Cry.
Tällainen neula, kuten kompassinneula, kohdistuu jopa heikon magneettikentän kanssa. Tutkimuksen aikana kiinalaisten tutkijoiden oli korvattava metalliset instrumentit muovisilla, koska tutkittavat proteiinirakenteet olivat voimakkaasti magnetoituneita ja tarttuneet metalliin.
Avoimelle proteiinikompleksille annettiin nimeksi MagR (magneettinen reseptori). Tarkalleen miten se toimii, on edelleen epäselvää, mutta tutkijat ovat ehdottaneet, että proteiinit, jotka lähettävät signaaleja hermostoon, auttavat Drosophilaa ymmärtämään, missä pohjoinen on.
Drosophila tunnistaa maan magneettikentän MagR-proteiinikompleksin ansiosta / Kuva: Muhammad Mahdi Karim.
Linnut laskevat ja mittaavat
Monark-perhosilla ja joillakin lintuilla, etenkin kyyhkyillä, on magneettinen reseptori. Lintuissa tietyn tyyppinen kryptokromi, Cry 1a, löytyy verkkokalvon soluista, jotka ovat herkkiä siniselle ja ultraviolettisäteelle, ja se reagoi magneettikentään vasta valon aktivoinnin jälkeen. Mutta edes se ei selitä täysin lintujen navigointijärjestelmän toimintaa. Itse asiassa, kun linnut orientoivat, linnut käyttävät kahta "bio-navigointikarttaa" kerralla - hajua ja magneettista.
Magneettisen linnun ansiosta ne erottavat suunnat pohjoiseen ja etelään, laskevat pituuden, mittaavat maapallon magneettikentän deklinaation (erotus magneettisen ja maantieteellisen pohjoisen välillä), tämä auttaa heitä suunnistumaan ja korjaamaan reitin.
Tutkijoiden mielestä linnut matkustavat suurimman osan matkaa luottaen magneettikentään ja hajuilla on tärkeämpi tehtävä maaliviivalla. Kyyhkyset, joilla sieraimet oli suljettu, leikkasivat hajuhermoa, tuhosivat hajuepiteelin pesemällä nokka sinkkisulfaatin vesiliuoksella ja käyttivät enemmän aikaa palaamiseen kyyhkynen kuin tavalliset linnut.
Kaikki tutkijat eivät ole yhtä mieltä siitä, että Cry 1a -proteiini palvelee lintuja navigoinnissa / CC BY-SA 2.5 / Alan D. Wilson / Feral Rock Dove Burnabyjärven aluepuistossa Burnabyssä, BC, Kanada.
Lepakot tarkista auringon kanssa
Vuonna 2016 Max Planckin aivotutkimusinstituutin (Saksa) tutkijat löysivät navigointiproteiinin Cry tai sen variantin Cry 1a yhdeksänkymmenen nisäkäslajin soluista. Ja esimerkiksi jyrsijöillä ja lepakoilla, jotka reagoivat selvästi magneettikenttiin, ei ollut tätä proteiinia.
Jotkut lepakkolajit - erityisesti suuri lepakko (Myotis myotis) - eivät vain korjaa lentoaan maan magneettikentän mukaan, vaan tarkistavat päivittäin myös biokompassinsa aurinkoa vasten - tarkemmin, polarisoitunutta valoa vastaan, joka on kirkkain auringonlaskun aikaan.
Tämän vahvistivat saksalaisten ja bulgarialaisten tutkijoiden kokeilut. Lepakot asetettiin muokattuun magneettikenttään (siirrettiin 90 astetta itään) auringonlaskun aikana. Jotkut eläimistä olivat astioissa eivätkä nähneet laskevan auringon säteitä. Seurauksena oli, että kun ne vapautettiin, ne poikkesivat kurssista vain laatikoissa olevien palkkien kallistuskulman suhteen ja harhautuivat. Hiiret, jotka pystyivät vertaamaan tunteitaan auringon kanssa, eivät kokenut sellaisia vaikeuksia ja palasivat turvallisesti alkuperäiseen luolaansa.
Biokompassi ihmisille
Ihmisillä aivoissa ei ole prosessia, ei soluja, joissa on magnetiittia, eikä navigointiproteiineja soluissa. Hän harhaan ilman erityisiä laitteita, jos reitillä ei ole korkeita maamerkkejä. Näin tapahtuu usein metsässä.
Amerikkalaiset insinöörit Liviu Babitz ja Scott Cohen ehdottavat tämän väärinkäsityksen korjaamista käyttämällä implanttia, joka toimii biokompassin tavoin - kuten eläimissä. Tulitikun kokoinen silikonilaite värähtelee joka kerta, kun henkilö kääntyy pohjoiseen. Keksijät ovat istuttaneet biokompassin ihon alle.
Alfiya Enikeeva