Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Том 1 - Киршвинк Дж.
ISBN 5-03-001274-5
Скачать (прямая ссылка):
4. Заключение
В этой главе описан гистологический подход к проблеме локализации гранулярного железа в тканях и клетках. Это один из многих приемов, необходимых для проверки гипотезы о том, что животные используют оксиды железа в процессе сенсорного преобразования, связанного с обнаружением магнитного поля. В настоящее время известно о наличии магнетита у пчел (Gould et al., 1978), почтовых голубей (Walcott et al., 1979; Presti, Pettigrew, 1980) и дельфинов (Zoeger et al., 1981). Однако в этих работах применялись разные методики, и полного совпадения данных не наблюдается.
Уолкот и др. (Walcott et al., 1979), используя сквид-магнитометр и определение температурной точки Кюри изолированного материала, обнаружили магнетит в соединительной ткани на внутренней поверхности дорсальной части черепа почтовых голубей. В другой работе, где применялись сходные методы (Presti, Pettigrew, 1980), показано, что магнитный материал находится не в черепе, а в шейных мышцах. В более поздней работе (Walcott, Walcott, 1982) не удалось подтвердить ни те, ни
другие данные, хотя было исследовано свыше 80 птиц, среди которых были и почтовые голуби, показавшие на практике свои ориентационные способности. При помощи описанной в этой главе гистологической методики окрашивания ферроцианидом калия мы изучали область головы и шеи голубей. При этом было обнаружено, что многие клетки дают положительную окраску на железо. В частности, окрашиваются клетки, окружающие обонятельный нерв в клюве, а также клетки, связанные с вентральной поверхностью обонятельных долей. Однако результаты, полученеые на разных особях, не всегда совпадали. Так, вышеописанные данные отмечены только у 70% исследованных птиц. Окрашивание наблюдалось также в некоторых клетках различных желез, например слезной и слюнной. Мы полагаем, однако, что эти клетки являются макрофагами, участвующими в разрушении эритроцитов и их гемоглобина. При исследовании селезенки - органа, где происходит интенсивный обмен эритроцитов, также обнаружено много клеток с крупными положительно-окрашенными включениями. Этот факт также подтверждает наше предположение о природе окрашивания клеток желез.
Гоулд и др. (Gould et al., 1978) при помощи магнитометрии обнаружили магнитные свойства у пчел; измерение температурной точки Кюри показало, что магнитные частицы, выделенные из высушенных брюшных отделов пчел, представляют собой магнетит. Позднее было установлено гистологическим путем, что клетками, содержащими гранулы железа, являются эноциты, окружающие каждый брюшной сегмент (Kuterbach et al., 1982). Однако в исследованиях изолированных эноцитов при помощи мессбауэровской спектроскопии было обнаружено, что по крайней мере 95% всего железа находится в виде водного оксида железа,а не магнетита. Следовательно, данные о локализации и состоянии железа в тканях пчелы противоречивы. Возможно, что различия в результатах связаны с использованием разных методов сушки: длительного обезвоживания при комнатной температуре или быстрого замораживания-высушивания в лиофилизаторе.
С помощью магнитометрии изолированных тканей дельфина был обнаружен магнитный материал, который по низкотемпературному тесту на многодоменный магнетит соответствовал магнетиту (Zoeger et al., 1981). К сожалению, исследование с помощью сканирующего электронного микроскопа не выявило, как этот магнитный материал связан с тканями, и в особенности с нервной системой.
В заключение можно сказать, что данные об участии оксида железа, особенно магнетита, в восприятии магнитного поля многоклеточными животными в настоящее время весьма неубедительны. В этом направлении предстоит еще большая работа. Для изучения подходящих объектов следует использовать все доступные методы исследования -магнитометрию, гистологический анализ, анализ элементарного состава, мессбауэровскую спетроскопию, электрофизиологический анализ и т.д. Вопрос о том, участвует ли магнетит или какой-либо другой оксид
железа в поведенческих реакциях животных на слабые магнитные поля, нельзя решить при помощи одной какой-нибудь методики. Благодарности. Мне хотелось бы поблагодарить Р. Дж. Ридера за помощь в рентгенографическом микроанализе и К. Мак-Кеона за техническую помощь. Я благодарен также С. Шаху за подготовку срезов тканей шмеля. Эта работа субсидирована NIH Grant GM-28804.
Литература
Blakemore R.P. (1975). Magnetotactic bactcria, Science, 190, 377-379.
Gould J.L., Kirschvink J.L., Deffeyes K.S. (1978). Bees have magnetic remanence, Science, 201, 1026-1028.
Humason G.L., 1967. Animal Tissue Techniques, 3rd ed., Freeman, San Francisco.
Kuterbach D., Walcott B„ Reeder R.J., Frankel R.B. (1982). Iron-containing cells in the honey bee (Apis mellifera), Science, 218, 695-697.
Ofer S., Paraefthymiou C., Frankel R. B., Lowenstam H.A. (1981). Mossbauer spectroscopy of iron-containing dermal granules from Molpadia intermedia, Biochim. Biophys. Acta, 676, 199-204.
Papi F., 1982. Olfaction and homing in pigeons: Ten years of experiments. In: Avian Navigation (F. Papi and H. G. Wallraff, eds.), Springer-Verlag, Berlin.
