Okrogli črvi, sadne muhe, metulji, ribe, golobi, netopirji uporabljajo magnetno polje Zemlje za navigacijo. Človek je prikrajšan za take sposobnosti in brez posebnih naprav se znebi. Kako deluje naravni biokompas - v gradivu RIA Novosti.
Črvi mislijo
Okrogla črva Caenorhabditis elegans, ki zaseda najnižjo stopničko v živalskem kraljestvu, ima v možganih, na koncu nevrona AFD, majhen izrastek, podobno mikroskopski televizijski anteni. To je biokompas, s katerim črv pluje po tleh.
Zahvaljujoč biokompasu se glista v iskanju hrane premakne navzdol. V poskusu znanstvenikov z univerze v Teksasu (ZDA) so črvi izgubili orientacijo in se kaotično premaknili, če je bilo magnetno polje popačeno okoli njih. Nadaljnji poskusi so pokazali, da je usmeritev odvisna tudi od tega, na katerem delu sveta so se črvi rodili in odraščali. Tako so se »domorodni Teksanci« pomikali vzporedno s površino zemlje, havajski, britanski in avstralski črvi - pod kotom, ki ustreza izkrivljanju linij magnetnega polja, značilnih za njihove domače kraje.
Proces-biokompas v možganih črvi ogorčic / ilustracija RIA Novosti.
Riba povoha
Promocijski video:
Pri ribah se v nosu nahaja biokompas, ki reagira na zemeljsko magnetno polje. Znanstveniki z univerze Ludwig Maximilian (Nemčija) so uspeli izolirati celice iz nosu šarenke (Oncorhynchus mykiss), ki je vsebovala delce magnetita, minerala, ki igra pomembno vlogo pri sposobnosti nekaterih živih organizmov, da določijo smer gibanja. Po mnenju raziskovalcev je v nosnem predelu vsakega posameznika od deset do sto takšnih celic, kar omogoča, da ribe ne le določajo smer proti severu, temveč se tudi orientirajo po zemljepisni širini in dolžini.
Znanstveniki verjamejo, da je postrv potovala postrvi iz rek v morje po preobčutljivem nosu tristo kilometrov in se po nekaj letih vrne v kraj, kjer se je rodila.
Zahvaljujoč posebnim celicam v nosnem predelu se šarenka vedno vrne na kraj, kjer se je rodila / CC BY 2.0 / Jon Nelson.
Insekti se zanašajo na beljakovine
Sadne muhe imajo tudi svoj biokompas - gre za strukturo dveh beljakovin, ki se tvorita na površini celičnih membran. Cryptochrome (Cry) omogoča celicam, da zaznavajo modro in ultravijolično svetlobo. Glavna funkcija drugega proteina (CG8198) je uravnavanje bioritmov v telesu, vendar v kombinaciji s kriptohromom tvori neke vrste nano-iglo. Njegova srednja gred je CG8198, lupina pa Cry.
Takšna igla, kot igla kompasa, se poravna celo s šibkim magnetnim poljem. Med študijo so morali kitajski znanstveniki kovinske inštrumente nadomestiti s plastičnimi, saj so bile proučene beljakovinske strukture močno magnetizirane in se oprijele kovine.
Odprti proteinski kompleks so poimenovali MagR (magnetni receptor). Kako natančno deluje, še vedno ni jasno, toda znanstveniki so predlagali, da beljakovine, ki pošiljajo signale živčnemu sistemu, pomagajo Drosophili razumeti, kje je sever.
Drosofila zaznava magnetno polje Zemlje zahvaljujoč beljakovinskemu kompleksu MagR / Foto: Muhammad Mahdi Karim.
Ptice štejejo in merijo
Metulji monarhi in nekatere ptice, zlasti golobi, imajo magnetni receptor. Pri pticah se vrsta kriptokroma Cry 1a nahaja v mrežnicah mrežnice, ki so občutljive na modre in ultravijolične žarke, na magnetno polje pa reagira šele po aktivaciji svetlobe. Toda tudi to ne pojasnjuje v celoti, kako deluje navigacijski sistem za ptice. Dejansko pri orientaciji v vesolju ptice hkrati uporabijo dve "bio-navigacijski karti" - vonj in magnet.
Zahvaljujoč magnetni ptici razlikujejo smeri proti severu in jugu, izračunajo dolžino, merijo deklinacijo (razliko med magnetnim in geografskim severom) zemeljskega magnetnega polja, to jim pomaga, da se orientirajo in popravijo pot.
Znanstveniki verjamejo, da ptice potujejo večino poti, opirajoč se na magnetno polje, vonji pa igrajo pomembnejšo vlogo na ciljni črti. Golobi, s katerimi so bile nosnice zamašene, so razrezale želodecni živec, uničile epitelij vonja z izpiranjem kljuna z vodno raztopino cinkovega sulfata in porabile več časa, da so se vrnile v svojo golobico kot običajne ptice.
Vsi znanstveniki se ne strinjajo, da protein Cry 1a služi pticam za navigacijo / CC BY-SA 2.5 / Alan D. Wilson / Feral Rock Dove v regionalnem parku Burnaby Lake v Burnabyju v Kanadi.
Netopirji Preverite s soncem
Leta 2016 so znanstveniki z Inštituta Max Planck za raziskovanje možganov (Nemčija) v celicah devetdesetih vrst sesalcev odkrili navigacijski protein Cry oziroma njegovo varianto Cry 1a. In recimo glodalci in netopirji, ki očitno reagirajo na magnetna polja, tega proteina niso imeli.
Nekatere vrste netopirjev - zlasti veliki netopir (Myotis myotis) - ne le popravljajo svoj let v skladu z Zemljinim magnetnim poljem, temveč tudi vsak dan preverjajo svoj biokompas proti soncu - natančneje, proti polarizirani svetlobi, ki je najsvetlejša ob sončnem zahodu.
To so potrdili poskusi nemških in bolgarskih znanstvenikov. Netopirji so bili postavljeni v spremenjeno magnetno polje (premaknjeno za 90 stopinj proti vzhodu) med sončnim zahodom. Nekatere živali so bile v posodah in niso mogle videti žarkov zahajajočega sonca. Posledično so se ob izpustu oddaljili od smeri tik za kotom naklona nosilcev v škatlah in se znebili. Miše, ki bi lahko svoje občutke primerjale s soncem, niso doživele takšnih težav in so se varno vrnile v rodno jamo.
Biokompas za ljudi
Pri ljudeh v možganih ni procesa, celic z magnetitom, v celicah ni navigacijskih beljakovin. Potuje brez posebnih naprav, če na poti ni visokih mejnikov. To se pogosto dogaja v gozdu.
Ameriška inženirja Liviu Babitz in Scott Cohen predlagata, da bi to nesporazum odpravili z uporabo vsadka, ki deluje kot biokompas - kot pri živalih. Silikonska naprava velikosti vžigalice vibrira vsakič, ko se človek obrne proti severu. Izumitelji so si pod kožo vsadili biokompas.
Alfija Enikeeva