loader
Срочные новости раздела
В СПбГУ разработали крошечный прибор для изучения ориентации птиц по магнитному полю Земли

В СПбГУ разработали крошечный прибор для изучения ориентации птиц по магнитному полю Земли

Орнитологи и физики СПбГУ вместе с коллегами из Института эволюционной физиологии и биохимии имени И. М. Сеченова РАН и биостанции «Рыбачий» Зоологического института РАН провели междисциплинарное исследование. Они создали миниатюрный прибор весом чуть меньше грамма, позволяющий локально «глушить» магнитный компас птиц, и выяснили, что магниторецепция вряд ли связана с белком криптохромом в сетчатке их глаз. Раньше именно ему приписывали уникальные способности птиц ориентироваться по магнитному полю Земли.

Садовая камышевка с прикрепленным прибором  © Julia Bojarinova et al./ Scientific Reports

Сегодня магнитный орган, позволяющий перелетным птицам определять север и юг, все еще остается для ученых загадкой: эксперименты показывают, что он точно есть, но никто не понимает, где он локализован и как работает. Известно, что птицы для ориентации в пространстве используют сразу несколько источников информации: солнце, звезды, ландшафт, запахи, а также параметры геомагнитного поля, позволяющие определить направление (магнитный компас) и, возможно, местоположение (магнитная карта). Еще известно, что, если воздействовать на все тело птицы слабым переменным магнитным полем в мегагерцовом диапазоне, то работа компаса нарушится. Кроме того, в 2018 году международная группа исследователей, куда вошли ученые СПбГУ, выяснила, что информация о магнитном местоположении передается в мозг птицы по глазничной ветви тройничного нерва. Нерв есть, функция есть, однако сам рецептор все еще не найден.

Одна из теорий, объясняющая уникальную способность перелетных птиц, связана со свойствами криптохрома — этот белок находится в сетчатке глаз птиц и некоторых других животных. В зависимости от воздействия магнитного он поля способен по-разному вести себя в фотохимических превращениях. С его помощью, как предполагают некоторые исследователи, птица может в буквальном смысле видеть магнитное поле. Чтобы проверить, действительно ли магнитный компас связан с глазами, ученые СПбГУ решили направить именно на эту область переменное магнитное поле, которое теоретически должно сбить с толку птичий компас.

«Мы разработали миниатюрное устройство весом всего 0,95 грамма, которое состоит из микрогенератора — он создает переменный ток на высокой частоте, а также маленьких индукционных катушек — они создают высокочастотное магнитное поле, — рассказал ведущий научный сотрудник лаборатории оптики спина имени И. Н. Уральцева СПбГУ Кирилл Кавокин. — Так как катушки очень маленькие, магнитное поле можно локально приложить к верхней передней части черепа птицы, где находятся глаза. Сделать такой прибор было непросто, к тому же мы долго подбирали клей, который не вредил бы птице и надежно удерживал конструкцию. Им оказался клей для ресниц».

Микрогенераторами как рюкзачками снабдили 22 садовые славки. Это небольшие птички, распространенные по всей территории Европы, которые на время зимовки улетают в Африку. Перехватывали их на пути к южным квартирам в начале осени — на биостанции «Рыбачий» на Куршской косе в Калининградской области. После серии экспериментов оказалось, что птицы как с включенными генераторами, так и с выключенными ведут себя одинаково: помещенные в специальные круглые клетки без доступа к видимым ориентирам они все-таки прыгают в том направлении, куда полетели бы, если бы были свободны, — на юго-запад. А если переменное поле прикладывалось ко всему телу птицы, когда клетку с ней помещали в большую стационарную катушку, животное полностью теряло способность определять направление.

«Этот неожиданный результат ставит под сомнение господствующую фотохимическую теорию магнитного компаса птиц, — объяснила один из ведущих авторов исследования, доцент кафедры зоологии позвоночных СПбГУ Юлия Бояринова. — По крайней мере, он говорит о том, что у птиц есть другие сенсорные системы, чувствительные к слабым высокочастотным магнитным полям, а это значительным образом меняет существующие представления о биофизике и нейрофизиологии магниторецепции».

Во время следующих экспериментов ученые хотят изучить и другие места на теле птицы, где, возможно, прячется компас: некоторые исследования говорят, что это может быть верхняя часть клюва, а также лагена — часть внутреннего уха птицы. Чтобы проверить новые теории, экспериментаторы смогут воспользоваться этими же мини-устройствами — придется только немного изменить индукционные катушки.

«Сейчас наш интерес в основном фундаментальный — он связан с любопытством, потому что магнитный компас птиц — это все еще нерешенная загадка, — отметил Кирилл Кавокин. — Однако есть шанс, что решение этой фундаментальной задачи поможет в будущем создать новые бесспутниковые навигационные системы. Ведь птицы всегда знают, куда лететь, и спутники им для этого не нужны».

Исследование поддержано грантом РНФ № 16-14-10159.

Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports  Источник: Пресс-служба СПбГУ

Источник: sci-dig.ru

Последние записи - Наука

самые читаемые новости

#Наука

Используя микроскопически точные технологии 3D-печати и звуковые волны в качестве пинцета, ученые из Стэнфордского университета (США) и Венского технического университета (TU Wien, Австрия) создали
подробнее...

Обнаруженная на юге Англии окаменелость зафиксировала палеобиологическое событие, которое произошло порядка 200 миллионов лет назад, и стала уникальной иллюстрацией того, как безрассудно и жестоко
подробнее...

Многобугорчатые, или мультитуберкуляты, – это отряд вымерших растительноядных млекопитающих, которые появились в середине юрского периода и на 25 миллионов лет пережили динозавров. Они были довольно
подробнее...

На территории Канады и США были замечены особи азиатского вида шершней Vespa mandarinia, самого крупного среди всех шершней. Если такой шершень жалит человека, тот испытывает сильную боль, но особенно
подробнее...

Сотрудники лаборатории макроэкологии и биогеографии беспозвоночных СПбГУ на основе ранее опубликованных данных и собственных исследований дали оценку видовому разнообразию пресноводных моллюсков
подробнее...

Группа астрономов из Европейской южной обсерватории (ESO) и других институтов открыла черную дыру всего в тысяче световых лет от Земли. Эта черная дыра ближе к Солнечной системе, чем все остальные,
подробнее...

Ученые из Полевого музея Чикаго (США) изучили окаменелости раннего ихтиозавра Cartorhynchus lenticarpus и выяснили, что у этого морского ящера глубоко в челюсти были круглые зубы. Этими зубами морская
подробнее...

Исследователи Санкт-Петербургского государственного университета расшифровали геном Intoshia variabili — самого маленького представителя паразитов из группы ортонектид. Оказалось, на данный момент его
подробнее...

Международная команда ученых изучила снимки поверхности астероида Рюгу, сделанные японским зондом Hayabusa-2, и выяснила, что это небесное тело столкнулось с периодом сильного солнечного нагрева.
подробнее...

РИА Новости. Американские и британские ученые составили интерактивную карту мира, на которую нанесли максимальные для каждого региона комбинации температур и влажности — показатель, который лучше
подробнее...

Ученые из Сиднейского университета  выявили ген, обеспечивающий капским медоносным пчелам способность размножаться без оплодотворения.
подробнее...

В последние годы ученые обнаруживают все больше гигантских вирусов, которые по своим размерам превышают более 300 нанометров, обладают геномом длиннее 200 тысяч пар оснований, вирионами свыше 0,2
подробнее...

Ученые исследуют устройство шестиугольника Сатурна — удивительной волновой структуры, которая окружает полярную область планеты и имеет четкую геометрическую форму, —  пишет eurekalert.org.
подробнее...

Серия экспериментов на черепах азиатских крокодилов гавиалов показала, что все существующие представления о типично «женских» и «мужских» чертах анатомии динозавров могут быть ошибочными.
подробнее...

Международная группа исследователей, изучавшая генетическое разнообразие жителей Перу, заявила о том, что им удалось обнаружить самый сильный генетический фактор, оказывающий влияние на рост.
подробнее...

Российские ученые нашли новые свидетельства того, что космические нейтрино высоких энергий появляются вблизи сверхмассивных черных дыр в центрах галактик. Об этом пишет пресс-служба МФТИ со ссылкой на
подробнее...

Российские палеонтологи описали первого найденного в европейской части России гигантского динозавра из группы завропод. Окаменевшие позвонки этого родственника диплодоков ученые нашли в подмосковном
подробнее...

Исследования показывают, что длина ног дала гигантским хищным динозаврам преимущество в эффективности ходьбы на длинные дистанции, а не в скорости бега, как считалось ранее, — пишет eurekalert.org со
подробнее...