У животных впервые обнаружили чувствительные к магнитному полю нейроны

Группа нейрофизиологов из Техасского университета в Остине обнаружила у круглых червей (Caenorhabditis elegans) особые сенсорные нейроны, с помощью которых черви могут ориентироваться под землей по магнитному полю нашей планеты.  Работа опубликована в журнале eLife.

В организме нематод всего около 1000 клеток, из них 302 это нейроны. Набор из двух нейронов, известных под аббревиатурой AFD являются частью амфиды – хеморецепторного органа круглых червей. Согласно базе данных WormBase эти нервные клетки участвуют в почти десятке разных поведенческих  паттернов и физиологических функций, однако главным их предназначением остается определение уровня диоксида углерода и температуры окружающей среды.  Дендриты этих нейронов оканчиваются особым «наконечником» напоминающим по структуре телевизионную антенну. До недавнего времени считалось, что это терморецепторы, однако новая работа техасских нейрофизиологов показывает, что, вероятно, это одновременно и магниторецепторы.

Ученые поставили следующий эксперимент. Они выпускали нематод в вертикальную, наполненную желатином трубку. Голодные черви всегда ползли вниз, а сытые наверх. Это обыкновенная поведенческая стратегия червей при поиске пищи. Однако единственным ориентиром в условиях эксперимента для них могла быть лишь направленность потоков магнитного поля Земли.

Известно, что направленность магнитных потоков в северном и южном полушарии противоположна. Все голодные черви, доставленные в лабораторию из разных регионов северного полушария, неизменно двигались вниз. Тогда как, например, голодные черви из Австралии, наоборот всегда двигались вверх. Это означало, что они также ориентировались по магнитному полю, но «думали», что они у себя на «родине», и значит им нужно выбирать вектор движения по потоку, а не против него, чтобы добраться до глубоких слоев почвы и там найти питание.

У генетически модифицированных червей с разрушенными AFD-нейронами выбор направления движения в трубке носил случайный характер. Дополнительно исследователи использовали технику внедрения кальциевых индикаторов – специальных флуоресцентных молекул, светящихся в момент связывания с ионами кальция, которая продемонстрировала, что активность AFD-нейронов напрямую связана с изменением магнитного поля.

В 2012 году исследователи из медицинского колледжа Бэйлора заявляли, что обнаружили магниторецепторы у голубей, но не смогли выделить конкретные нейроны или рецепторные структуры в совокупности нервных клеток внутреннего уха птиц. Специалисты из Техаса полагают, что структура магниторецепторов должна быть одинакова у всех животных, способных ориентироваться по магнитному полю Земли (птиц, морских черепах, волков) и теперь, когда образец такого рода нейронов установлен, их будет проще обнаружить у других видов.