Давно существует предположение, что перелетные птицы, проходные рыбы и некоторые другие животные обладают неизвестными науке органами чувств, улавливающими магнитное поле Земли. Именно этот биокомпас позволяет им находить места размножения. Впервые ученые подтвердили способность птиц к ориентации по магнитному полю в 1960 году. И лишь сейчас удалось найти отдельные детали «прибора», отвечающего за эту способность.

Группа биологов под руководством Михаэля Винкльхофера (Michael Winklhofer) из университета Людвига-Максимилиана в Мюнхене (Германия) занималась исследованием клеток обонятельного эпителия радужной форели. Ученые подготовили срезы, аккуратно отделили клетки друг от друга и погрузили их в густой питательный раствор. Затем они поместили культуру клеток в поле действия сильного магнита и стали медленно вращать его, наблюдая за клетками при помощи оптического микроскопа. В результате им удалось обнаружить клетки, которые вращались вслед за магнитом.

Клетки обонятельного эпителия под световым микроскопом. Кадр видео (дополнительные материалы к оригинальной статье)

Клетки обонятельного эпителия под сканирующим микроскопом (дополнительные материалы к оригинальной статье)

Клетка с кристаллами магнетита возле мембраны (пунктирная линия). Синий цвет — ядро (дополнительные материалы к оригинальной статье)

Оказалось, что этих клеток немного — одна на 10 тысяч обычных, а всего – около сотни. Ученые повторили эксперимент на других образцах и получили схожие результаты. По словам биологов, все вращающиеся клетки содержали в себе множество мелких непрозрачных частиц, хорошо отражающих свет. Авторы статьи изучили химический состав непрозрачных фрагментов и обнаружили, что они состоят из магнетита.

Оригинальная статья: Stephan H.K. Edera, Herv? Cadiou, Airina Muhamad, Peter A. McNaughton, Joseph L. Kirschvink, and Michael Winklhofer Magnetic characterization of isolated candidate vertebrate magnetoreceptor cells // Proceedings of the National Academy of Sciences.- July 9, 2012, doi: 10.1073/pnas.1205653109

Дополнительные материалы к статье, в том числе видео, размещены на странице: http://www.pnas.org/content/suppl/2012/07/05/1205653109.DCSupplemental

Малочисленность таких клеток компенсируется их высокой чувствительностью. А чувствительность обеспечивается большими скоплениями магнетитовых кристаллов: в 10–20-микронной клетке магнетитовые включения занимают один микрон. Клеточные «магнитные стрелки» прикреплены к мембране, и, как полагают учёные, при изменении ориентации магнитного поля магнетитовые частицы «напрягаются» и передают это напряжение непосредственно клеточной мембране, с которой соответствующий импульс идёт по нейронам в мозг.

Биологи планируют использовать эту методику для изучения тканей других животных, обладающих «биокомпасом», в том числе и птиц.

 Расскажите об этом своим друзьям: