Магнитная восприимчивость организмов - Павлович С.А.
Скачать (прямая ссылка):
При электронной микроскопии магнитодетекторной ткани выявлялось необычно густое сплетение соединительных и нервных волокон, обильно нашпигованных гроздьями электронноплотных структур длиной 0,08— 0,15 мкм и шириной 0,02—0,04 мкм. С помощью электронографии было установлено, что супермагнитный материал ткани составлен из отдельных кристалликов магнетита, обладающих свойством доменов. Магнитный момент каждого домена приблизительно равнялся 3-10~14 электромагнитной единицы. По данным Е. D, Yorke (1981), в кусочке ткани размером 2x1 мм содержится от 107 до 108 доменов магнетита, что, несмотря на их относительно большую рассеянность, может обеспечить восприятие вариаций напряженности геомагнитного поля порядка 400 нТ. Подчеркивая это, автор считает, что птицы, обладая таким огромным количеством детекторного материала, должны несравненно быстрее и лучше ориентироваться по геомагнитному полю, чем магнитотаксические бактерии, имеющие всего лишь два десятка доменов магнетита.
Магнитная ткань содержала также желтые неста-бильные кристаллы железосодержащего белка ферритина диаметром 6 мкм. Как полагают К. М. Towe, Н. А. Lowenstam, М. Н. Nesson (1963), ферритин принимает участие в синтезе магнетита. Кристаллы ферритина имеют такое количество железа, которое необходимо для синтеза приблизительно 2-10-5 частиц магнетита. Из этого, однако, не следует делать вывод, что остаточный магнетизм детекторномагнитной ткани голубей обусловлен ферритином. В количественном отношении этот железосодержащий протеин, как и никель, цинк, свинец, обнаруженные в магнитной ткани птиц, составлял всего лишь крошечную ее часть.
Исследования D. Presti, J. D. Pettigrew (1980) подтвердили наличие индуцированного остаточного магнетизма в отсеченных и тщательно отмытых фосфатным буфером головах голубей Columba livia. По их данным, он составлял от 1,0 • 10—6 до 1,5 -10-5 электромагнитной единицы. Авторы нашли, что магнитный материал диффузно рассеян по всей поверхности черепа и очень тесно ассоциирован с ним. Кроме этого, магнитный материал обнаруживался в шейных мышцах голубей. Показатель индуцированного остаточного магнетизма в них равнялся 1—1,5 • 10—6 электромагнитной единицы. Далее оказалось, что выраженный остаточный магнетизм присущ многим перелетным птицам. В частности, у белых венценосных воробьев Zonotrichia leucophrys он составлял 2-10~6 — 6-10-7 электромагнитной единицы, у древесных ласточек Iridoprocne bicolor—б-Ю-6, у западной поганки Aechmorphorus occidentalis — 9-10-6, у уток шилохвость Anas acuta — 6-10-6, у мигрирующих венценосных белых воробьев — от 2—4-10-4 до 6-10~4 (в голове) и 1—4-10-4 (в шее), а у остальных 38 видов птиц колебался от 10-4 до 10~5 электромагнитной единицы.
В препаратах из мускулатуры шеи голубей и белых венценосных воробьев был выявлен диффузно рассеянный магнетит, реже в виде черных кристаллов с оранжевыми глыбками ферритина.
По мнению P. Presti и J. Pettigrew, детектор магнитного поля у птиц может представлять собой сцепление магнетита с нервными волокнами мышц.
Неожиданное и очень интересное сообщение сделал
В. Schreiber (1981). Изучая костные ниши губчатого
вещества черепа, в которых был обнаружен магнетит, он установил, что эти локусы представляют собой активную эритропоэтическую зону, содержащую огромное количество ядерных эритроцитов, окруженных черной субстанцией. По-видимому, они представляют собой эрит-робласты в сидероклеточной фазе или, другими словами, незрелые кровяные клетки, содержащие свободные ионы железа или ферромагнитный протеин, который и обусловливает чувствительность голубей к вариациям магнитного поля.
Некоторые исследователи считают, что у птиц и животных могут существовать и другие магниторецепторы, как, например, латеральные глаза (Leask, 1977) или мембраны полукружных каналов в лабиринте внутреннего уха (Jungerman, Rosenblum, 1980).
Магнитовосприимчивой структурой может оказаться также эпифиз, участвующий, как известно, в регуляции циркадианного ритма и являющийся важным звеном компасно-солнце-часовой системы, активирующей локомоторно-миграционную деятельность птиц. Об этом говорят исследования P. Semm, Т. Schneider, L. Vollarth
(1980). С помощью микроэлектродной техники они установили, что магнитное поле напряженностью 40 А/м за 25 мин вызывает резкое угнетение (на 30—50%) импульсной активности 21,3% нейронов эпифиза, которое сохраняется в течение 30 мин. Повторные магнитные стимулы эффекта не вызывали, а поле обратной полярности восстанавливало активность нервных клеток до исходного уровня. Важно подчеркнуть, что для этого потребовалось магнитное поле напряженностью всего лишь 8 А/м.
Оценивая эпифиз как магнитодетекторный орган, авторы отмечают, что у высших животных он тесно связан через супрахиазматическое ядро и симпатическую нервную систему с латеральными глазами.
Геомагнитотропизм насекомых начали изучать в связи с обнаружением предпочтительного положения их тела в состоянии покоя по направлению север — юг илк запад — восток. Так как при компенсации геомагнитного поля ориентация становилась вполне определенной, то G. Becker (1964) выдвинул гипотезу взаимодействия геомагнитного поля с магнитным полем тела насекомых.
