Что ведет птиц на юг? Раскрыт секрет биологического компаса

Исследуя способность птиц ориентироваться во время длительных сезонных перелетов, ученые склонялись к мнению, что их внутренний механизм навигации опирается на направление магнитных линий Земли. Однако новые опыты международной команды биологов показали недостоверность этой теории. Оказалось, что птицы распознают направление север-юг благодаря визуальным центрам мозга и чувствительным к свету клеткам глазного дна.

Идея о существовании в сознании перелетных птиц встроенного биологического компаса была впервые выдвинута еще два столетия назад. Но до сих пор ученые не сделали окончательного заключения о том, как работает этот природный механизм.

Ряд биологов считает, что за ориентацию птиц в пространстве отвечает клеточный рецептор, расположенный в верхнем клюве, – орган, построенный на молекулах железа, который может определять положение и направление магнитного поля и передавать эту информацию в мозг.

Другие специалисты придерживаются совершенно иного мнения. Они уверены, что магнитное поле может быть обнаружено птицей благодаря светочувствительным клеткам глазного дна, которые собирают эту информацию для дальнейшей обработки в специальном отделе мозга, отвечающем за световосприятие, – кластере N.

Читайте также "Люди берут пример с дельфинов"

Ученые из Университета Иллинойса (США) и Ольденбургского университета (Германия) обнаружили, что за все отвечает специальный протеин криптохром, вырабатываемый в глазном яблоке птицы.

Это вещество очень чувствительно к свету, и под воздействием быстрых фотонов из него выбивается пара радикалов – высокореактивных молекул с неспаренными электронами.

Эти электроны обладают спином – собственным моментом инерции, который очень чувствителен к магнитному полю Земли и под его влиянием меняет свое значение. Ученые предположили, что сигнал от такого изменения передается в нервную систему, и это помогает птице ориентироваться относительно севера.

Для подтверждения своей гипотезы автор исследования биофизик Хенрик Моритценоф и его коллеги провели эксперимент с 36 особями европейского дрозда.

Оказалось, что под воздействием как естественных, так и искусственно созданных магнитных полей все пернатые правильно определяли направление и отлично ориентировались в пространстве.

На следующем этапе птиц разделили на две группы: половине дроздов при помощи специальных химических препаратов заблокировали нервные окончания магнитного рецептора в клюве, а другим временно отключили тот самый кластер N, отвечающий за распознание фотонов.

Результаты опыта показали, что первая группа пернатых по-прежнему отлично распознавала направление север-юг, а значит, магнитный рецептор не играет существенной роли в природной навигации.

Вторая группа, напротив, полностью потеряла способность находить магнитные поля – как земное, так и искусственно создаваемые учеными.

Анализ проделанной работы заставил биологов по-новому взглянуть на загадку магнитной навигации птиц. Они предположили, что стоит объединить обе ранее выдвинутые теории в одну.

Моритценоф и его научная группа считают, что за определение направления магнитных линий Земли отвечают именно светочувствительные клетки глаза и связанные с ними органы.

Но и у рецептора магнитных волн в клюве птиц все же есть свое предназначение – он определяет интенсивность магнитного поля и его изменения, что позволяет птицам вовремя обнаруживать отклонения от выбранного курса.

Читайте также в рубрике "Наука и техника"