Viermi rotunzi, muște de fructe, fluturi, pești, porumbei, lilieci folosesc câmpul magnetic al Pământului pentru navigare. O persoană este lipsită de astfel de abilități și fără dispozitive speciale, se rătăcește. Cum funcționează biocompassul natural - în materialul RIA Novosti.
Viermii gândesc
Caenorhabditis elegan de vierme rotunde, care ocupă cea mai mică treaptă din regnul animal, are o creștere mică în creier la sfârșitul neuronului AFD, care arată ca o antenă microscopică de televiziune. Acesta este un compas bio cu care viermele navighează prin sol.
Datorită biocompassului, viermele se deplasează în căutarea hranei. Într-un experiment al oamenilor de știință de la Universitatea din Texas (SUA), viermii și-au pierdut orientarea și s-au mișcat haotic dacă câmpul magnetic era distorsionat în jurul lor. Experimente ulterioare au arătat că traiectoria depinde și de ce parte a lumii s-au născut și au crescut viermii. Astfel, „texanii indigeni” s-au deplasat paralel cu suprafața pământului, iar viermii hawaiieni, englezi și australieni - într-un unghi care corespundea distorsiunii liniilor de câmp magnetic caracteristice locurilor lor native.
Un proces-biocompass în creierul unui vierme nematode / ilustrație de RIA Novosti.
Pește adulmecat
Video promotional:
La pești, un biocompass care reacționează la câmpul magnetic al pământului este localizat în nas. Oamenii de știință de la Universitatea Ludwig Maximilian (Germania) au reușit să izoleze celulele de nasul păstrăvului curcubeului (Oncorhynchus mykiss), care conținea particule de magnetită, un mineral care joacă un rol important în capacitatea unor organisme vii de a determina direcția de mișcare. Potrivit cercetătorilor, în regiunea nazală a fiecărui individ există de la zece la o sută de astfel de celule, ceea ce permite peștilor să determine nu numai direcția către nord, ci și să se orienteze în latitudine și longitudine.
Oamenii de știință cred că datorită nasului suprasensibil păstrăvul călătorește de pe râuri în mare timp de trei sute de kilometri, iar după câțiva ani se întoarce în locul în care s-a născut.
Datorită celulelor speciale din regiunea nazală, păstrăvul curcubeu întoarce întotdeauna în locul în care s-a născut / CC BY 2.0 / Jon Nelson.
Insectele se bazează pe proteine
Muștele fructelor au, de asemenea, propriul lor biocompass - este o structură a două proteine formate pe suprafața membranelor celulare. Cryptochrome (Cry) permite celulelor să perceapă lumina albastră și ultravioletă. Principala funcție a celei de-a doua proteine (CG8198) este reglarea bioritmelor din organism, dar în combinație cu criptocromul formează un fel de nano-ac. Arborele său central este CG8198, iar carcasa sa este Cry.
Un astfel de ac, precum un ac al busolei, se aliniază chiar și cu un câmp magnetic slab. În timpul studiului, oamenii de știință chinezi au trebuit să înlocuiască instrumentele metalice cu cele din plastic, deoarece structurile proteice studiate au fost puternic magnetizate și aderente la metal.
Complexul proteic deschis a fost numit MagR (receptor magnetic). Exact modul în care funcționează încă nu este clar, dar oamenii de știință au sugerat că proteinele, care trimit semnale către sistemul nervos, îl ajută pe Drosophila să înțeleagă unde se află nordul.
Drosophila simte câmpul magnetic al Pământului grație complexului proteic MagR / Foto: Muhammad Mahdi Karim.
Păsările numără și măsoară
Fluturii de monarh și unele păsări, în special porumbeii, au un receptor magnetic. La păsări, un tip de criptocrom, Cry 1a, se găsește în celulele retinei care sunt sensibile la razele albastre și ultraviolete și reacționează la un câmp magnetic numai după activarea luminii. Dar chiar și asta nu explică complet cum funcționează sistemul de navigație al păsărilor. Într-adevăr, atunci când se orientează în spațiu, păsările folosesc simultan două „hărți de bio-navigație” - miros și magnet.
Datorită păsării magnetice, ele disting direcțiile către nord și sud, calculează longitudinea, măsoară declinarea (diferența dintre nordul magnetic și geografic) a câmpului magnetic al Pământului, acest lucru îi ajută să se orienteze și să corecteze traseul.
Oamenii de știință cred că păsările călătoresc cel mai mult bazându-se pe câmpul magnetic, iar mirosurile joacă un rol mai important la final. Porumbeii cu care erau conectate nările au tăiat nervul olfactiv, au distrus epiteliul olfactiv prin spălarea ciocului cu o soluție apoasă de sulfat de zinc și au petrecut mai mult timp revenind la porumbelul lor decât păsările obișnuite.
Nu toți oamenii de știință sunt de acord că proteina Cry 1a servește păsărilor pentru navigație / CC BY-SA 2.5 / Alan D. Wilson / Feral Rock Dove în Parcul Regional al Lacului Burnaby din Burnaby, BC, Canada.
Lilieci Verificați cu Soarele
În 2016, oamenii de știință de la Max Planck Institute for the Study of the Brain (Germania) au descoperit proteina de navigație Cry, sau varianta sa Cry 1a, în celulele a nouăzeci de specii de mamifere. Și, să zicem, rozătoarele și liliecii, care reacționează clar la câmpurile magnetice, nu aveau această proteină.
Unele specii de lilieci - în special, liliacul mare (Myotis myotis) - nu numai că îți corectează zborul în funcție de câmpul magnetic al Pământului, ci și își verifică zilnic biocompasul împotriva soarelui - mai exact, împotriva luminii polarizate, care este mai strălucitoare la apusul soarelui.
Acest lucru a fost confirmat de experimentele oamenilor de știință germani și bulgari. Liliecii au fost plasați într-un câmp magnetic modificat (deplasat la 90 de grade est) în timpul apusului. Unele dintre animale erau în containere și nu puteau vedea razele soarelui apus. Drept urmare, atunci când au fost eliberați, s-au abătut de la curs doar prin unghiul de înclinare a grinzilor din cutii și s-au rătăcit. Șoarecii care își puteau compara sentimentele cu soarele nu au întâmpinat astfel de dificultăți și s-au întors în siguranță în peștera natală.
Biocompass pentru oameni
La om, nu există proces în creier, nici celule cu magnetită, nici proteine de navigare în celule. El rătăcește fără dispozitive speciale, dacă nu există repere înalte pe traseu. Acest lucru se întâmplă adesea în pădure.
Inginerii americani Liviu Babitz și Scott Cohen propun să corecteze această neînțelegere folosind un implant care acționează ca un biocompass - ca la animale. Un dispozitiv siliconic de dimensiunea unei cutii de chibrituri vibrează de fiecare dată când o persoană se întoarce spre nord. Inventatorii au implantat sub piele un biocompass.
Alfiya Enikeeva
