в

Як птахи бачать магнітне поле Землі

Виявляється, птахи орієнтуються по магнітних лініях Землі не через залізо у дзьобах, подобу біо-компасу, а через білок Cry4 в очах, який дозволяє їм бачити магнітне поле.

Пташка зяблик-зебра
Зяблик-зебра

Химерний очний білок Cry4 відноситься до класу білків, що називаються криптохромами – це фоторецептори, чутливі до синього світла, які зустрічаються як у рослин, так і у тварин. Вони також відіграють ключову роль в регуляції циркадних ритмів – циклічних коливаннях інтенсивності різних біологічних процесів, пов’язаних зі зміною дня і ночі. Вчені вивчили зір птахів таких видів, як Вільшанка та Зяблик-зебра, і отримали дані, що свідчать про те, що криптохроми в очах птахів відповідальні за здатність орієнтуватися в польоті шляхом виявлення магнітних полів. Цей процес називається магніторецепцією.

Відомо, що птахи можуть відчувають магнітні поля, якщо доступні хвилі світла певної довжини. Зокрема, дослідження показали, що пташина магніторецепція, схоже, залежить від синього світла. Цей факт підтверджує, що для птахів механізм виявлення магнітних ліній є візуальним і заснований на криптохромах, які можуть виявляти поля через квантову когерентність. Щоб знайти ці кріптохроми, дві команди біологів приступили до роботи. Дослідники з Університету Лунда у Швеції вивчали зябликів-зебра, а дослідники з Університету Карла фон Оссицького Ольденбурга в Німеччині вивчали європейську вільшанку.

Читайте також: Магнітні полюси Землі незабаром можуть помінятися місцями.

Результати досліджень

Команда університету Лунда виміряла експресію генів трьох криптохром, Cry1, Cry2 і Cry4, в мозку, м’язах та очах зябликів. Їх гіпотеза полягала в тому, що криптохроми, пов’язані з магніторецепцією, повинні підтримувати постійне сприйняття магнітного поля протягом доби. Вони виявили, що, як і очікувалося, циркадні ритми криптохром Cry1 і Cry2 коливалися протягом дня, в той час як Cry4 був активний постійно, що робить його найбільш вірогідним кандидатом, відповідальним за магніторецепцію. Цей висновок був підтриманий німецькими дослідниками, що вивчали вільшанок та отримали такий самий результат.

Європейська вільшанка
Європейська вільшанка

Як виявилося, криптохром Cry4 кластеризуються в області сітківки, яка отримує багато світла, що має сенс для світлозалежної магніторецепції. Європейська вільшанка збільшує експресію Cry4 під час міграційного сезону, в порівнянні з немігруючими птахами. Зараз обидві групи вчених попереджають, що знадобиться більше досліджень, перш ніж Cry4 можна буде офіційно оголосити білком, відповідальним за магніторецепцію у птахів.

Як пташка бачить магнітне поле

Так що саме бачить птах під час польоту, коли він коригує свій курс по магнітному полю Землі? На думку дослідників теоретичної та обчислювальної біофізики з Університету штату Іллінойс в Урбана-Шампейн, завдяки білку Cry4 автоматично накладається «фільтр» з магнітних ліній над полем зору птиці – як показано на цьому малюнку:

Зір птахів і магнітне поле
credit: Theoretical and Computational Biophysics/UofI

Дослідження зябликів було опубліковане в Journal of the Royal Society Interface, а дослідження вільшанок було опубліковане в Current Biology.

Що Ви про це думаєте?

100 Подобається
Upvote Downvote

Напишіть відгук