Доказана роль фоторецептора в геомагнитной навигации птиц

Учёные из университетов Ольденбурга (Carl von Ossietzky Universit?t Oldenburg) и Калифорнии (University of California) провели два независимых исследования, посвящённые загадке: как именно перелётные птицы ориентируются на геомагнитное поле.

Давно предполагалось, что птицы ориентируются по магнитному полю Земли, однако только теперь получено экспериментальное подтверждение работы этого компаса. На фото та самая малиновка, доказавшая теорию "радикальной пары" (фото Don Iannone/Flickr.com).

Ранее среди специалистов были в ходу различные теории, как именно животные (кроме птиц мигрируют, к примеру, бабочки и черепахи) ощущают магнитное поле планеты. Существует мнение, что микроскопические кристаллы железа в птичьих клювах помогают им держать курс. Подобные кристаллы действительно были найдены, но пока у учёных нет чёткого представления, как именно работает этот механизм и важен ли он вообще.

Наиболее же проработанная и весомая на сегодняшний день гипотеза состоит в том, что птицы буквально видят магнитное поле благодаря особым химическим реакциям, происходящим в глазу. Оба исследования посвящены именно этой теории, рассматривая как главный инструмент для восприятия птицами геомагнитного поля белок криптохром, который реагирует визуальным сигналом на перемену направления силовых линий.

Первая статья, опубликованная германскими учёными в Nature, описывает эксперименты с мозгом малиновки. В первом случае специалисты перерезали нерв, соединяющий клюв с мозгом птицы, во втором – повредили область мозга, которая, как считается, отвечает за приём сигналов от клеток глаза, несущих криптохром.

Ранее мы подробно рассказывали об открытии механизма функционирования этого природного компаса: белок очень быстро переключается между сигнальным и неактивным состоянием, образуя с молекулой-партнёром так называемую радикальную пару (radical pair).

Результаты нового опыта продемонстрировали, что малиновки, лишённые связи с клювом, продолжают ориентироваться по магнитному полю, птицы же с поражённым мозгом не только утратили свои навыки навигации, но даже не смогли обнаружить искусственно сгенерированное в лаборатории поле.

Итоги второго исследования, появились в Journal of the Royal Society Interface. Калифорнийские биофизики попробовали опровергнуть теорию радикальной пары. По их словам, процент несогласованности среди клеток глаза должен быть слишком велик, чтобы передавать мозгу адекватную информацию об увиденном поле.

Учёные взялись подсчитать, при каком количестве согласованно работающих клеток криптохром всё ещё будет действовать как биологический компас. По словам исследователей, они пришли к парадоксальному выводу – даже со всего одной криптохром-работающей клеткой птица способна ориентироваться относительно геомагнитного поля. "Но что такое сама эта клетка и как она в точности функционирует, до сих пор остаётся для нас загадкой" – говорит один из авторов работы Торстен Риц (Thorsten Ritz).