Исследование, проведенное международной группой ученых, обнаружило возможную эволюционную связь между магниточувствительными механизмами животных и магнитотактическими бактериями, содержащими крошечные «компасные стрелки».
Крошечные кристаллы магнетита на основе железа, обнаруженные в специальных рецепторных клетках в ноздрях лосося, позволяют предположить, что они используются рыбой для навигации по магнитному полю Земли.
Примерно спустя год после своего рождения лосось мигрирует в море, а потом, будучи уже взрослой рыбой, возвращается в русло реки — к месту своего рождения — для нереста. Эта миграция может простираться на тысячи километров, и исследования, в которых молодь лосося подвергалась воздействию магнитных полей, показывают, что рыба использует для навигации внутренний компас .
Некоторые другие животные также реагируют на магнитные поля, и ученые предполагали, что это может быть связано с магнетитом, присутствующим в некоторых организмах. Однако найти у животных специфический рецептор магнетита ученым не удавалось, и то, как животные ощущают магнитное поле Земли, оставалось загадкой.
Теперь Рене Беллинджер из Орегонского государственного университета и ее коллеги использовали комбинацию методов, чтобы найти кристаллы магнетита в клетках лосося, взятых из ткани ноздрей. Сначала они исследовали клетки с помощью ферромагнитного резонанса, который измеряет связь между электромагнитными волнами и намагниченностью вещества. Затем они использовали комбинацию атомно-силовой и магнитно-силовой микроскопии, каждая из которых включает исследование биологических образцов с помощью крошечного механического кантилевера, для создания изображений клеток и магнитных структур с чрезвычайно высоким разрешением.
Команда обнаружила, что магнетит в клетках лосося существует в виде компактных яйцевидных скоплений. Каждый из этих кластеров имеет диаметр около 200–300 нм и содержит примерно 100–200 отдельных кристаллов.
Рост кристаллов внутри живых клеток называется биоминерализацией, которая используется магнитотактическими бактериями для выращивания цепочек кристаллов магнетита. Бактерии используют эти крошечные «компасные стрелки», чтобы ориентироваться относительно магнитного поля Земли, возможно, для перемещения в регионы с оптимальным содержанием кислорода.
С помощью последующего генетического анализа команда Беллинджера обнаружила, что гены биоминерализации, выраженные в рецепторных клетках лосося, аналогичны генам обнаруженным в бактериях, содержащих магнетит. Это, по словам ученых, позволяет предполагать, что несколько миллиардов лет назад, бактерии, содержащие магнетит, могли быть включены в более сложный организм в процессе, называемом эндосимбиозом, создавая отдаленного предка лосося.
Помимо расширения понимания магнитного восприятия у животных, знание того, как ориентируется дикий лосось, может помочь в их сохранении. Исследователи также говорят, что эта информация может оказать помощь в разработке медицинских методов лечения определенных частей тела с использованием магнитных полей, а также к созданию новых и компактных навигационных технологий.
Читать далее
НАСА предлагает посмотреть фото, которое «Хаббл» снял в ваш день рождения
Посмотрите на летающий мотоцикл из Японии. Он стоит $777 000 и летает 40 минут