Птицы могут видеть магнитные поля?
Птицы могут ощущать магнитное поле Земли, и эта сверхъестественная способность помогает им лететь домой из незнакомых мест или перемещаться на расстояния в десятки тысяч километров. Основной вопрос в том, как они его ощущают.
На протяжении десятилетий исследователи полагали, что железосодержащие клетки в птичьих клювах действуют как микроскопические компасы. Но в последние годы ученые обнаружили растущие доказательства того, что некоторые белки в глазах птиц могут быть такими, что позволяют им видеть магнитные поля.
Ученые указали на возможный белок, который может отвечать за это «шестое чувство». Два новых исследования — одно, изучающее амадинов, опубликованно 28 марта в «Journal of the Royal Society Interface», другое, изучающее зарянок (Erithacus rubecula), опубликованно 22 января в «Current Biology» — оба выделяют Cry4 , светочувствительный белок, обнаруженный в сетчатке глаз. Если исследования верны, это будет первый случай, когда определенная молекула, ответственная за обнаружение магнитных полей, была идентифицирована у животных.
«Это захватывающее событие», — говорит Питер Хор, химик из Оксфордского университета, который изучал химические реакции, связанные с навигацией у птиц.
Cry4 является частью класса белков, называемых криптохромами, которые, как известно, участвуют в циркадных ритмах или биологических циклах сна. Но, по крайней мере, некоторые из этих белков также реагируют на магнитное поле Земли благодаря странности квантовой механики. Квантовые взаимодействия белка могут помочь птицам понять эту область, говорит Аттикус Пинзон-Родригес, биолог из Университета Лунда в Швеции, который участвовал в исследовании амадинов.
Чтобы выяснить, какой из трех криптохромов отвечает за этот квантовый компас, Пинзон-Родригес и его коллеги исследовали сетчатки, мышцы и мозг 39 птиц на предмет присутствия трех белков Cry1, Cry2 и Cry4.
Команда обнаружила, что, хотя уровни Cry1 и Cry2 следуют ритмической схеме, которая росла и падала в течение дня, уровни Cry4 оставались неизменными, указывая на то, что белок производился стабильно.
«Мы предполагаем, что птицы используют магнитные компасы в любое время дня и ночи», — говорит биолог Лунда Рэйчел Мухайм, соавтор исследования.
Зарянки также демонстрировали постоянный уровень Cry4 в течение 24-часового цикла и более высокие уровни в течение их миграционного сезона. Исследователи обнаружили белок Cry4 в области сетчатки, которая получает много света — положение, которое поможет ему работать как компас, говорится в исследовании.
«У нас довольно много доказательств, но (Cry4) еще не доказан», — говорит Хенрик Мурицен, эксперт по навигации в области животного в Институте биологии и экологических наук в Ольденбурге, Германия. Более четкие доказательства могут быть получены при наблюдении за птицами без функционирующего белка Cry4, чтобы убедиться, что у них все еще есть внутренний компас.
Даже тогда, говорит Хоу, мы все еще не понимаем, как птицы на самом деле воспринимают магнитные поля. Чтобы знать наверняка, вы должны быть птицей.
Больше информации:
A. Pinzon-Rodriguez, S. Bensch and R. Muheim. Expression patterns of cryptochrome genes in avian retina suggest involvement of Cry4 in light-dependent magnetoreception (cryptochrome expression in zebra finches). Journal of the Royal Society Interface. Published online March 28, 2018. doi: 10.1098/rsif.2018.0058
A. Günther et al. Double-cone localization and seasonal expression pattern suggest a role in magnetoreception for European robin cryptochrome 4. Current Biology. Vol. 28. January 22, 2018, p. 211. doi: 10.1016/j.cub.2017.12.003