в

Как птицы видят магнитное поле Земли

Оказывается, птицы ориентируются по магнитным линиям Земли не из-за железа в клювах, обеспечивающего подобие био-компаса, а из-за белка Cry4 в их глазах, который позволяет видеть магнитное поле.

Зяблик-зебра
Зяблик-зебра

Причудливый глазной белок Cry4 относится к классу белков, называемых криптохромами — это фоторецепторы, чувствительные к синему свету, которые встречаются как у растений, так и у животных. Они также играют ключевую роль в регуляции циркадных ритмов — циклических колебаниях интенсивности различных биологических процессов, связанные со сменой дня и ночи. Ученые изучили зрение птиц таких видов, как Зарянка (Малиновка) и Зяблик-зебра, и получили данные, свидетельствующие о том, что криптохромы в глазах птиц ответственны за способность ориентироваться в полете путем обнаружения магнитных полей. Этот процесс называется магниторецепцией.

Известно, что птицы могут ощущают магнитные поля, если доступны волны света определенной длины. В частности, исследования показали, что птичья магниторецепция, похоже, зависит от синего света. Этот факт подтверждает, что для птиц механизм обнаружения магнитных линий является визуальным и основан на криптохромах, которые могут обнаруживать поля из-за квантовой когерентности. Чтобы найти эти криптохромы, две команды биологов приступили к работе. Исследователи из Университета Лунда в Швеции изучали зябликов-зебра, а исследователи из Университета Карла фон Оссицкого Ольденбурга в Германии изучали европейскую зарянку.

Читайте также: Магнитные полюсы Земли вскоре могут поменяться местами.

Результаты исследования

Команда университета Лунда измерила экспрессию генов трех криптохром, Cry1, Cry2 и Cry4, в мозгу, мышцах и глазах зябликов. Их гипотеза заключалась в том, что криптохромы, связанные с магниторецепцией, должны поддерживать постоянное восприятие магнитного поля в течение суток. Они обнаружили, что, как и ожидалось, циркадные ритмы криптохром Cry1 и Cry2 колебались в течении дня, в то время как Cry4 был активен постоянно, что делает его наиболее вероятным кандидатом, ответственным за магниторецепцию. Этот вывод был поддержан немецкими исследователями, изучающими зарянок, которые получили точно такой же результат.

Европейская Зарянка
Европейская Зарянка

Как оказалось, криптохром Cry4 кластеризуется в области сетчатки, которая получает много света, что имеет смысл для светозависимой магниторецепции. Европейская зарянка увеличивает экспрессию Cry4 во время миграционного сезона, по сравнению с немигрирующими птицами. Сейчас обе группы ученых предупреждают, что требуется больше исследований, прежде чем Cry4 можно будет официально объявить белком, ответственным за магниторецепцию у птиц.

Как птица видит магнитное поле

Так что именно видит птица во время полета, когда она корректирует свой курс по магнитному полю Земли? По мнению исследователей теоретической и вычислительной биофизики из Университета штата Иллинойс в Урбана-Шампейн, благодаря белку Cry4 автоматически накладывается «фильтр» из магнитных линий над полем зрения птицы — как показано на этом рисунке.

Зрение птиц и магнитное поле
credit: Theoretical and Computational Biophysics/UofI

Исследование зябликов было опубликовано в Journal of the Royal Society Interface, а исследование зарянок было опубликовано в Current Biology.

Что Вы об этом думаете?

Комментарии

Добавить комментарий

Загружается…