Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Том 2 - Киршвинк Дж.
ISBN 5-03-001275-3
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 20.5. Постепенное намагничивание и утрата остаточной намагниченности у решетчато-обонятельной кости четырех экземпляров чавычи (А), одной скумбрии (Б, штриховые линии) и одного полосатого тунца (Б, сплошные линии). Вертикальные отрезки на графике А -стандартные отклонения; значения R составляют для чавычи 0,32, для скумбрии 0,37 и для полосатого тунца 0,32; оценка средней коэрцитивности магнитных частиц, определенная по абсциссам точек пересечения кривых, составляет для чавычи 46 мТл, для скумбрии 58 мТл и для полосатого тунца 60 мТл.
разной величины и относящихся к разным отрядам, говорит против предположения о том, что решетчатая кость содержит загрязнения. Кроме того, мы провели ряд проверок, полностью исключающих возможность того, что источником намагниченности в решетчатой кости тунцов являются загрязнения, и лишний раз свидетельствующих о высокой степени контроля над отложением магнитных частиц в организме.
Кривые намагничивания и размагничивания для желтоперого тунца,
чавычи, полосатого тунца и скумбрии при полях меньше 10 мТл или больше 200 мТл очень пологи. Это означает, что источником остаточной намагниченности в решетчатой кости не может быть многодоменный магнетит, встречающийся обычно в изверженных породах и лабораторной пыли. Многодоменный магнетит является мягким в магнитном отношении (Kirschvink, 1983); он приобретает и утрачивает магнитные свойства в гораздо более слабых полях, чем магнетит решетчатой кости исследованных пелагических рыб. Уплощение кривой приобретения IRM в полях >200мТл исключает гематит и многие примеси железа, которые будут все более намагничиваться в полях > 1 Тл. Поэтому мы можем исключить почти все ферромагнитные материалы, кроме маггемита и синтетического магнетита, как источники остаточной намагниченности в решетчатой кости пелагических рыб. Выделение и анализ магнитных частиц, о котором пойдет речь далее, позволяют нам исключить и эти потенциально возможные источники остаточной намагниченности.
5. Идентификация и анализ магнитного материала
Разработанные в настоящее время методы выделения (гл. 5) позволили провести ряд четких проб на магнетит в решетчатой кости тунцов. Магнитные частицы, выделенные из этой ткани, были темными как для невооруженного глаза, так и при рассматривании их под препаровальным микроскопом. Это исключало маггемит как возможный источник намагниченности решетчатой кости и позволяло с большой вероятностью предположить, что единственный магнитный материал, имеющийся здесь,-это магнетит. Пытаясь выяснить, содержится ли и в «немагнитной» ткани тонко диспергированный магнитный материал, мы, пользуясь той же методикой, вываривали большую (около 10 г) навеску белых мышц одной рыбы. Магнитные частицы при этом не были обнаружены, вероятно, потому, что любые частицы, имеющиеся в плавательной мускулатуре, присутствуют здесь в слишком малой концентрации и их нельзя выявить данным методом.
Рентгеноструктурный анализ-метод, используемый для исследования кристаллов,- основан на взаимодействии между параллельным пучком рентгеновских лучей и ионами минерала, определенным образом расположенными в кристаллической решетке. Рентгеновские лучи рассеиваются образцом под углами, характерными для положения каждого иона в решетке. Рассеянные лучи регистрируют с помощью рентгеновской фотопленки, на которой после проявления бывает видна серия концентрических дуг. Расстояние каждой дуги от центра определяется структурой и составом кристаллов в образце. По этим данным вычисляют расстояния (rf-интервалы) между соседними ионами в ячейке кристаллической решетки.
d, нм
Рис. 20.6. Дифракция рентгеновских луней на магнетите, выделенном из ткани внутри синуса решетчатой кости желтоперых тунцов. Вертикальные линии-относительная интенсивность рефлексов на рентгенограмме; цифры в скобках указывают линии, связанные с магнетитом, и характеризуют соответствующую кристаллографическую линию.
Дифракция рентгеновских лучей на магнитном материале, извлеченном из решетчатой кости тунца, позволила однозначно идентифицировать магнетит как источник остаточной намагниченности (рис. 20.6). Параметр решетки, определенный путем дифракции рентгеновских лучей, равен 0,8358 ± 0,004 нм (табличное значение 0,8396 нм). Происхождение линий, не связанных с магнетитом, не выяснено, но их появление не обусловлено каким-либо известным ферромагнитным минералом. Два возможных источника этих линий-соединительная ткань, связанная с агрегатом кристаллов, и нерастворимые белки, входящие в органический матрикс, в котором находятся кристаллы (Weiner et al., 1983).
Анализ дифракции электронов на микропробах агрегированных кристаллов показал, что магнетит, выделенный из желтоперого тунца, является исключительно чистым. Кристаллы не содержали измеримых количеств титана и почти не содержали марганца (табл. 20.3)-обычных компонентов природных магнетитов. Они не содержали также изме-
Таблица 20.3. Электронно-микроскопический анализ микропроб магнетитных частиц, выделенных у желтоперых тунцов
