Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Том 2 - Киршвинк Дж.
ISBN 5-03-001275-3
Скачать (прямая ссылка):
У многих видов Crustacea наблюдаются сезонные особенности поведения, которые, как показано в экспериментах, могут быть связаны с разнообразными внешними факторами (Palmer, 1974; Enright, 1978). Весьма вероятно, что и колебания магнитного поля Земли служат этим животным своеобразными временными ориентирами. Дискуссия о природе биологических часов (Brown et al., 1970) вызвала поток экспериментальных исследований, касающихся реакции ракообразных на внешние стимулы, хотя к этому времени уже были получены определенные данные о влиянии магнитных полей на некоторые виды. Известно, например, что манящие крабы демонстрируют суточную периодичность интенсивности метаболизма и изменений окраски, связанную с приливно-отливными циклами (Barnwell, 1966). Хотя фаза циркадианного ритма может быть изменена при искусственном световом и температурном режиме, показано, что у крабов при отсутствии каких-либо световых, температурных и приливно-отливных ориентиров естественный ритм сохраняется в течение 4-5 дней (Webb, Brown, 1965). Изменения в интенсивности метаболизма, очевидно, связаны с изме-
нениями геомагнитного поля (Brown et al., 1970); однако прямое изучение влияния магнитного поля на манящих крабов до сих пор не проводилось.
Поведенческие реакции на воздействие магнитных полей исследованы лишь у некоторых ракообразных. В настоящее время в этом направлении ведутся работы на лангустах (Palinurus argus) (Kenneth Lohmann, личное сообщение). У карибских лангустов известны массовые осенние миграции из мелководья в открытое море (Herrnkind, 1969). Собираясь в стаи, особенно после штормов, группы животных придерживаются строго определенного направления движения (Herrnkind, Kanciruk, 1978). Для ориентации лангусты, по всей видимости, используют несколько факторов, в том числе движение волн и морские течения. В экспериментах Уолтона и Херрнкинда (Walton, Herrnkind, 1977) магнитное поле вокруг головы ослепленных лангустов искусственно изменяли путем прикрепления магнитов к ходильным ногам. По предварительным результатам ориентация таких животных не отличалась от контрольной. В данном случае экспериментальные особи определяли свое местоположение по преобладающему направлению движения волн.
Насколько нам известно, в литературе нет данных об ориентации креветок, речных раков и крабов в магнитном поле. В известных экспериментах с речными раками (Ozeki, Osada, 1977) песчинки в сенсорных капсулах наружного скелета, служащие ракам статолитами, искусственно заменяли на частички железа. В норме нервные окончания рецепторов реагируют на давление песчинок, опускающихся под действием силы тяжести. В эксперименте кусочки железа, притянутые магнитом кверху, вынуждают животных переворачиваться вверх ногами. Очевидно, приведенный опыт вряд ли может служить примером магнитной ориентации.
Единственный описанный случай определения ракообразными своего местонахождения с помощью магнитного поля-это ориентированные по отношению к береговой линии движения бокоплавов (Amphipoda). Организмы, населяющие прибрежные воды, способны отыскивать дорогу к местам обитания; при этом они полагаются на такие факторы, как визуальные особенности ландшафта, наклон дна, направление на Солнце и Луну, гидростатическое давление (Enright, 1978). Кроме того, оказалось, что тип используемого ориентира зависит от ряда условий: количества воды в организме, относительной влажности, интенсивности и анизотропии света (для информации о направлении), а также от способа передвижения животного (ползком или прыжками) (М. С. Arendse, личное сообщение). Бокоплав Talitrus saltator в полной темноте ориентируется по магнитному полю Земли, прыгая в направлении, параллельном береговой линии в месте его обитания (Arendse, 1978). Если локальное геомагнитное поле экранировали с помощью катушек Гельмгольца, бокоплавы ориентировались случайным образом. В искусственно созданном магнитном поле животные ориентировались на него (Arendse, Kruyswijk, 1981). Бокоплавы вида Orchestia cavimana, ведущие ночной
образ жизни и обитающие в пресных водоемах или эстуариях, при подходящем уровне влажности в отсутствие световых и гравитационных ориентиров демонстрируют один и тот же тип ориентации прыжками по направлению естественного или искусственного магнитного поля (Arendse, Barendregt, 1981).
2. Экспериментальные исследования
2.1. Логика эксперимента: сопоставление мигрирующих и оседлых ракообразных
Для этой работы были выбраны креветки Penaeus aztecus и морские желуди рода Balanus. Планктонные личиночные и послеличиночные формы обоих видов-обитатели бухт и эстуариев. Личинки морских желудей со временем закрепляются на субстрате и по мере роста характеризуются специфической четко фиксированной ориентацией в пространстве; креветки, напротив, способны проплывать огромные расстояния, на ночь зарываясь в грунт, каждый раз на новом месте. Как у обитающих в литоральной зоне усоногих раков, так и у креветок наблюдаются циркадианные и приливно-отливные ритмы активности (Palmer, 1974). Мигрирующие креветки рода Penaeus и сидячие усоногие раки сравниваются ниже друг с другом, а также с креветками рода Palaemonetes из тех же мест обитания.
