25.02.2016 | Наука

Ученые: собаки и приматы видят линии магнитного поля Земли

Криптохромы – это класс светочувствительных молекул, которые можно найти в организме бактерий, растений и животных. У последних они задействованы в регуляции циркадных ритмов ("биологических часов") организма.

Фото L. Peichl

У птиц криптохромы также участвуют в ориентации по магнитному полю Земли: криптохром 1a находится в фоторецепторах глаза птицы и активируется под действием магнитного поля.

Теперь исследователи из Института Макса Планка по изучению мозга также обнаружили криптохром 1а в фоторецепторах у нескольких видов млекопитающих. Вполне возможно, что эти животные ориентируются по магнитному полю Земли благодаря своей зрительной системе, то есть практически видят силовые линии магнитного поля планеты.

Восприятие магнитного поля Земли используется многими видами животных для ориентации в пространстве и навигации: насекомыми, рыбами, рептилиями, птицами и млекопитающими. Однако люди, кажется, не способны воспринимать магнитное поле Земли.

Магнитная ориентация перелётных птиц была изучена достаточно подробно: их природный компас не указывает направление, а улавливает наклон магнитных силовых линий по отношению к поверхности Земли. Удивительно, но эта способность у птиц связана со зрительной системой, а магнитное поле активизирует светочувствительные молекулы криптохрома 1а в сетчатке.

Криптохромы расположены в чувствительных к ультрафиолету и синему свету колбочках фоторецепторов и реагируют на магнитное поле только в том случае, если одновременно на них воздействует свет.

Команда немецких исследователей изучила на наличие криптохрома 1 сетчатку 90 видов млекопитающих (криптохром 1 является аналогом криптохрома 1а в сетчатке птиц). С помощью антител учёные обнаружили криптохромы в синечувствительных конусах лишь нескольких видов плотоядных приматов (например, орангутанов), а также у хищников-псовых – у собак, волков, медведей, лис и барсуков. Однако у плотоядных кошачьих (кошек, львов, тигров) криптохром 1 обнаружен не был.

В ходе исследования других 16 отрядов млекопитающих учёные не обнаружили активных криптохромов 1 в колбочках сетчатки глаза животных.

Активный криптохром 1 находится в светочувствительных внешних сегментах колбочек. Поэтому маловероятно, что он влияет на биологические часы животных – контролирующая их система располагается в ядре клетки, расположенном на значительном расстоянии от внешних частей. Также маловероятно, что криптохром 1 действует как дополнительный зрительный пигмент для восприятия цвета, отмечают исследователи. В итоге учёные, исключив другие возможные функции молекулы, делают вывод, что как минимум у некоторых млекопитающих криптохром 1 используется именно для восприятия магнитных полей Земли.

Наблюдения за лисами, собаками и даже людьми показали, что они способны воспринимать магнитное поле Земли: например, лисы более успешны при ловле мышей, если набрасываются на них в северо-восточном направлении. Однако учёных крайне удивило, что криптохром 1 отсутствует в организмах грызунов и летучих мышей, которые явно реагируют на магнитные поля. Вероятно, они воспринимают магнитные поля как-то иначе, например, с помощью микроскопических магнетитовых частиц в клетках. Причём этот способ не требует наличия освещения (например, им пользуются животные слепыши, которые живут в подземных туннелях).

Исследователи утверждают, что новая научная работа подняла ряд фундаментальных вопросов. В частности, в будущем необходимо точно выяснить, является ли криптохром 1 частью магнитной ориентации млекопитающих или же он выполняет какие-то другие задачи в сетчатке глаза.

С научной статьёй можно ознакомиться в журнале Scientific Reports.

По публикациям UkrNet