Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Том 2 - Киршвинк Дж.
ISBN 5-03-001275-3
Скачать (прямая ссылка):
тория морских млекопитающих Гавайского университета). В связи с задачей настоящих экспериментов важно отметить, что бассейн был укреплен железной решеткой, которая вносила некоторые искажения в окружающее магнитное поле.
Первые эксперименты по изучению поведения были поставлены аналогично опытам Калмийна (Kalmijn, 1978). С помощью маленькой индукционной катушки он создавал локальное магнитное поле в бассейне. Было обнаружено, что леопардовые акулы (Treakis semifaciata) при попадании в зону наведенного поля поворачивают и плывут к центру бассейна. Аналогичные эксперименты, выполненные нами на афалинах, не дали таких эффектных результатов. Мы помещали индукционную катушку в разные места у стенок резервуара таким образом, чтобы она изменяла горизонтальную составляющую окружающего поля. Ни в одном положении катушки не было отмечено явных поведенческих ответов, указывающих на восприятие магнитного поля.
Затем мы провели серию экспериментов по выработке условного рефлекса. Во всех случаях через метровую катушку, подвешенную над бассейном, пропускали постоянный ток; катушка генерировала магнитное поле, складывающееся с вертикальной компонентой окружающего поля, величиной 0,37 Гс (3,7-10 ~5 Тл). При такой установке катушки дельфины попадали в зону с градиентами поля, общая величина которого в максимуме была ~ 0,6 Гс.
Мы испробовали несколько экспериментальных подходов и ни в одном не получили никаких указаний на восприятие магнитного поля. Краткое описание четырех серий экспериментов состоит в следующем. 1) Методика альтернативного выбора: проплывая под индукционной катушкой, животное должно было нажать на одну педаль в случае локальной магнитной аномалии (через катушку пропущен ток) или на другую, отличную по форме и расположению, когда локальная магнитная аномалия отсутствует. 2) Методика альтернативного выбора с акустическим сигналом. Эксперименты ставили так же, как и в предыдущей серии, но магнитный стимул сочетали с акустическим сигналом или «окликом». Постепенно акустический сигнал уменьшали и оставался только магнитный стимул. Такой подход с использованием затухающего стимула базируется на методике межмодального переноса (Herman, 1980). Показано, что, применяя эту методику, экспериментатор может преодолеть трудности при обучении животного какому-то действию, обусловленные модальностью сенсорной системы. Суть методики состоит в сопряжении рецепторных систем с лимитирующей и доминантной модальностями. Например, Tursiops, несмотря на хорошую остроту зрения, с трудом справляются с задачами на распознавание, если надо различать статические изображения. Такие же задачи, но с использованием акустического сигнала, не представляют трудности для животных. Если подавать некоторый акустический сигнал одновременно с предъявлением изображения, а потом этот сигнал постепенно заглушать, то выполнение задач с визуальными стимулами значительно
облегчается. Мы решили, что такая экспериментальная методика могла бы оказаться полезной при выявлении способности к магниторецепции. 3) Задача «действие/бездействие» с визуальным (световым) сигналом. В этой постановке в эксперименте использовали только одну педаль. Предполагалось, что животное будет нажимать на педаль при появлении локальной магнитной аномалии и воздержится от нажима в отсутствие наведенного поля. С магнитным стимулом сочетали световой; последний постепенно исключали. 4) Задача «действие/бездействие» с визуально-акустическим сигналом: та же методика, что и в 3), но предъявляемый стимул обеспечивал животное как визуальной, так и акустической (с помощью эхолокации) информацией. Под индукционную катушку помещали один из двух обручей, сделанных из полихлорвиниловой трубки. При наличии локальной магнитной аномалии обруч был из трубки большего диаметра, а в отсутствие поля предъявляли обруч из более тонкой трубки. Разницу в диаметрах трубок постепенно нивелировали, пока толщина обоих обручей не становилась одинаковой, тогда в качестве единственного указателя на правильный ответ оставался только магнитный стимул.
Мы испробовали множество модификаций описанных методик: варьировали величину локального поля, изменяли направление движения объекта (так, например, в некоторых экспериментах афалины двигались в бассейне вдоль оси «север-юг», а в других «восток-запад»), увеличивали перемещение объекта относительно катушки. В последнем случае увеличивали и общее расстояние при пересечении области локального поля, и скорость, но от дельфинов всегда требовали движения по прямой.
Когда результаты экспериментов не подтверждают рабочей гипотезы, но и не опровергают ее, как правило, прибегают к нулевой гипотезе1, хотя и ее нельзя доказать. В нашем случае, однако, можно найти ряд веских доводов против поспешного заключения об отсутствии магниторецепции у китообразных. Для голубей, например, в экспериментах с наведенным полем получены веские аргументы в пользу существования у них способности к восприятию магнитного поля (Keeton, 1974; гл. 22), однако, в лабораторных условиях эксперименты по выработке условного рефлекса чрезвычайно редко подтверждают эту гипотезу (Reille, 1968; Bookman, 1978). Оказалось, что немногие удачные эксперименты в этом направлении воспроизвести очень трудно. Когда результаты многочисленных опытов не подтверждают данные, полученные с помощью других подходов, неизбежно встает вопрос: верна ли методология? Одна из возможных причин неудач состоит в неадекватности стимула. Например, показано большое значение величины наводимого магнитного поля: она не должна выходить за рамки нормальных вариаций магнитного поля Земли (Wiltschko, 1978). Многие
