Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Том 2 - Киршвинк Дж.
ISBN 5-03-001275-3
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 21.3. Картина дифракции рентгеновских лучей на частицах магнетита, выделенных из твердой мозговой оболочки зеленой черепахи.
Из данных электронно-микроскопического микрозондирования следует, что выделенные частицы, как и магнетиты горных пород, очень богаты железом и практически не содержат титана и хрома. В отличие от геологического магнетита полученные кристаллы всегда содержали небольшое количество оксидов марганца и кальция (табл. 21.3). Присутствие в частицах этих оксидов может быть связано с остатками ткани, часто содержавшимися в препаратах кристаллов магнетита (гл. 5).
Таблица 21.3. Электронно-микроскипическое микрозондирование частиц магнетита, выделенных у зеленых черепах
Содержание, % (по весу)
Оксид стандартный магнетит Магнетит, выделенный
(NMNH 11487) из черепах
FeO 90,9 85,5 + 1,7
Ti02 0,2 0,0 + 0,0
Сг203 0,2 0,0 + 0,0
МпО 0,0 0,3 + 0,0
СаО --- 0,3 + 0,1
Всего
91,3
86,1
Рис. 21.4. Энергодисперсионный рентгеновский спектр образцов магнетита из твердой мозговой оболочки зеленой черепахи. Пронумерованные пики соответствуют следующим элементам: 1 -кремний (из материала покровного стекла, на котором помещался образец); 2-золото (за счет напыления Au/Pd, сделанного, для последующего проведения сканирующей электронной микроскопии); 3 - хлор (за счет остатков отбеливающего вещества, используемого при выделении препарата из ткани); 4 -палладий
(из-за напыления Au/Pd); 5 и 6-железо.
Рис. 21.5. Микрофотография (полученная на сканирующем электронном микроскопе) коллоидной кристаллической структуры образцов, выделенных из твердой мозговой оболочки зеленой черепахи.
Энергодисперсионный рентгеновский анализ подтвердил данные электронно-микроскопического микрозондирования; в полученном спектре наблюдались только пики железа, а полосы, характерные для обычных металлических примесей, содержащихся в магнетитах геологического происхождения, например никеля, отсутствовали (рис. 21.4).
Сканирующая электронная микроскопия выявила в образцах из твердой мозговой оболочки черепах два типа кристаллических структур: коллоидную (рис. 21.5) и сферическую (рис. 21.6). Коллоидные структуры, возможно, представляют собой кластеры из однодоменных кристаллов магнетита. Хотя видимые размеры отдельных узелков в кластере больше, чем можно ожидать для одиночного домена, это может быть связано с тем, что каждый кристалл окружен оболочкой из органического материала. Сферические частицы магнетита, одна из которых изображена на рис. 21.6, до сих пор не были найдены у живых организмов, хотя содержащие магнетит сферулы космического происхождения довольно обычны (Parkin et al.,1977). Возможно, обнаруженные в dura mater черепах сферические частицы-результат метеоритного загрязнения. Нам, однако, кажется более вероятной биологическая природа этих структур. В пользу этого есть несколько доводов. Наши препараты были получены в двух различных лабораториях в разное время, и, поскольку сферулы космического происхождения не относятся к обычным видам лабораторного загрязнения, вряд ли они могли
Рис. 21.6. Микрофотография (полученная на сканирующем электронном микроскопе) сферической частицы в препарате твердой мозговой оболочки зеленой черепахи.
случайно оказаться в обеих сериях препаратов. Далее, космические сферулы обычно содержат много марганца и никеля, а между тем ни тот ни другой элемент не были обнаружены в наших препаратах в заметных количествах. И самое главное: такие сферические частицы не встречались в контрольных пробах или в каких-либо других тканях, кроме твердой мозговой оболочки. Функция этих крупных (10-50 мкм) сферических образований пока неизвестна. Дж. Киршвинк предполагает, что они могут участвовать в рецепции геомагнитного поля (Cromie, 1982).
Зеленые черепахи-вид, находящийся под угрозой вымирания, поэтому мы использовали для магнитометрических исследований только экземпляры, погибшие от естественных причин. Когда будет получен новый материал, мы надеемся выделить больше сферических частиц из твердой мозговой оболочки и более детально изучить их свойства, а затем попытаться выяснить и их возможную роль в магниторецепции.
4. Заключение
Амфибии и рептилии представляют собой эволюционное промежуточное звено между низшими и высшими позвоночными, так что изучение магниторецепции и ее сенсорных механизмов у этих животных имеет особое значение. Сейчас накапливаются данные о магниторецепции и биоминерализации магнетита у рыб, млекопитающих и птиц. Недавние работы по магнитной чувствительности хвостатых амфибий и черепах и обнаружение магнетита у черепах-важный шаг к пониманию эволюции магниторецепторной способности у позвоночных животных. Как показано в этой главе, изучение магниторецепции у амфибий и рептилий только начинается. Для ясного понимания роли магнетита и значения магниточувствительности для позвоночных необходимы дальнейшие исследования.
