Безглазые пескорои потеряли юго-восток

Немецкие ученые доказали, что чувствительные к магнитному полю Земли пескорои Анселла (Fukomys anselli) для определения стороны света в действительности пользуются своими практически слепыми глазами. Для этого они отобрали 40 грызунов, половине из которых удалили глаза. Пескорои без глаз не потеряли способности искать пищу и социализироваться, но больше не могли найти юго-восток для гнездования — в отличие от своих сородичей, которые гнездовались, в основном, там, пишут ученые в Journal of the Royal Society Interface. 

При навигации в пространстве многие животные ориентируются на магнитное поле Земли: способность ощущать его помогает им определять местоположение, направление движения и высоту, на которой они находятся. Подобная магниторецепция характерна для многих видов животных, включая, например, плодовых мушек, некоторых видов моллюсков, морских обитателей (например, акул), птиц, а также млекопитающих.

Несмотря на то, что магниторецепция животных изучается достаточно давно (по крайней мере со второй половины прошлого века), до сих пор точно неизвестно, какие именно органы обеспечивают животным возможность воспринимать магнитное поле. Для объяснения магниторецепции млекопитающих и прочих позвоночных, однако, ученые используют две гипотезы. 

Согласно первой, магниторецепторами животным служат светочувствительные белки криптохромы, чувствительные к синему свету. Когда белки активируются, образуется пара из двух радикалов, спины которых идут либо параллельно, либо антипареллельно в зависимости от окружающего магнитного поля. Связь спинов друг с другом напрямую влияет на то, насколько долго криптохром останется в активном состоянии: так животное может «видеть» магнитное поле.

Вторая гипотеза утверждает, что за магниторецепцию животных отвечают кристаллы магнетита в их организме, которые могут регулировать активность нервной системы: у птиц, которые довольно часто ориентируются на магнитное поле Земли, их в большом количестве находят в клюве.

Подтвердить ту или иную гипотезу для каждого отдельного животного может быть сложно, но можно опираться на косвенные данные. Например, можно предположить, что для того, чтобы за магниторецепцию отвечала активность криптохром, у животного должно быть хорошо развитое зрение. Это, однако, опровергают пескорои Анселла: глаза у них очень маленькие, зрение — слабое, а живут они преимущественно в темноте. Тем не менее, в 2006 году ученые показали, что за их магниторецепцию (у них она довольно развита: пескорои всегда строят жилища на юго-востоке) в действительности отвечают глаза: после того, как грызунам вкалывали в роговицу лидокаин, они терялись в пространстве.

Кай Каспар (Kai Caspar) из Университета Дуйсбурга — Эссена вместе с коллегами справедливо предположил, что потерю навигации пескороями в оригинальном эксперименте можно объяснить действием лидокаина, а не ингибированием глазных магниторецепторов: так как лидокаин может проходить через гематоэнцефалический барьер, грызуны могли потеряться просто потому, что активность их мозга была нарушена. 

Чтобы убедиться в глазной магниторецепции наверняка, ученые отобрали 40 пескороев, выращенных в неволе, и полностью удалили глаза (включая оптический нерв) 22 из них. После того, как пескорои пришли в себя после операции, ученые сравнили их поведение с контрольными особями: безглазые грызуны питались, передвигались и общались с сородичами точно так же, как и особи из контрольной группы.

Затем ученые провели эксперимент, в ходе которого пескороям необходимо было построить гнездо из обрывков бумаги внутри круговой арены с цилиндром в центре (цилиндр ставили для того, чтобы грызуны не решили гнездоваться там). Магнитное поле внутри арены контролировали с помощью катушки: север внутри арены смещали либо на 90, либо на 180, либо на 270 градусов.

Как и предполагалось, пескорои предпочитали гнездоваться на юго-востоке арены относительно изменяемого севера. Касалось это, однако, только тех грызунов, которым оставили глаза: безглазые особи располагали гнезда в случайных местах, не ориентируясь на магнитное поле.

Ученые, таким образом, подтвердили данные о том, что пескорои для определения магнитного поля в действительности пользуются глазами. Даже несмотря на то, что зрение у них довольно слабое и почти не используется, магниторецепторы в глазах грызунов, по-видимому, все равно остаются активными.

В прошлом году ученые выяснили, что к магниторецепции способен и человек: при изменении магнитного поля Земли меняется амплитуда активности мозга в альфа-диапазоне (от 8 до 13 Герц).

Елизавета Ивтушок