Российские ученые нашли у перелетных птиц аварийную систему: Она включается во время магнитных бурь
Магнитные возмущения способным «спутать все навигационные карты» перелетным птицам. Фото: HethAC/Shutterstock/Fotodom
Птицы – в первую очередь перелетные - реагируют на изменения геомагнитного поля. И тем не менее, ориентируясь по нему благодаря встроенным в глаза молекулам «магнитного» белка криптохрома, они находят верную дорогу. Как удается не плутать во время магнитных бурь? Биофизики из Санкт-Петербургского государственного университета и Зоологического института РАН обнаружили у пернатых путешественников ранее неизвестную сенсорную систему, которая выключает на время встроенный в их организм магнитный компас – от греха, чтобы «не врал», сбивая с курса. Ну, и чтобы не «сломался».
Об открытии российских ученых сообщили Российский научный фонд и авторитетный междисциплинарный журнал Interface Лондонского королевского общества (Journal of the Royal Society Interface), где опубликована их статья.
Когда у птиц отключается компас
Из предыдущих экспериментов было известно, что высокочастотные магнитные возмущения – такие, которые сопровождают магнитные бури, спровоцированные солнечными вспышками, способны запутать птиц. Но природа феномена оставалась неизвестной – то ли давал сбой непосредственно криптихром, то ли срабатывала отдельная - аварийная – система, которую птицы активируют, реагируя на характерные колебания магнитного поля.
Российские ученые пришли к выводу: ближе к истине вторая гипотеза. Их исследования показали, что птицы и в самом деле «оборудованы» дополнительной сенсорной системой, чувствительной к магнитным возмущениям.
Биофизики экспериментировали на Куршской косе в Калининградской области с мухоловками-пеструшками — небольшими перелетными птичками, когда те готовились мигрировать — осенью и весной.
Испытуемых – по одной - помещали в конус Эмлена – устройство в форме эдакого ведра диаметром 10 см с одной стороны и 35 см с другой. Ученые накрывали его сверху матовым стеклом, чтобы птички ощущали белый свет, необходимый для работы криптохрома магнитного компаса, но использовать зрение для ориентации не могли.
Мухоловка-пеструшка – одна из участниц экспериментов. Фото из архива Кирилла Кавокина.
Взлетая, птички царапали коготками специальную пленку, которой оклеена внутренняя поверхность конуса. Оставленные следы – их плотность – давали понять, в каком направлении собиралась лететь птичка.
При естественном и спокойном геомагнитном поле участницы экспериментов направлялись в ту сторону, в какую традиционно мигрировали - на юго-запад осенью и на север весной.
Искусственно созданное высокочастотное магнитное поле, колебания которого ученые не меняли по частоте и амплитуде, никак не влияло на поведение птичек. Они взлетали в традиционных направлениях. То есть, правильно ориентировались по магнитному полю Земли.
Но птички полностью теряли ориентацию, когда ученые включали им такое же, по сути, но пульсирующее поле, колебания которого имитировали природные магнитные возмущения – бурю. Птички взлетали, как попало, хотя мощность воздействия была вдвое меньше постоянных по частоте и амплитуде колебаний из первого эксперимента.
Экспериментальная установка с электромагнитными катушками, имитировавшими магнитные возмущения. Вверху – схема конуса Эмлена. Фото из архива Кирилла Кавокина.
С детекторным приемником в голове
По идее, если бы реакция птиц на магнитные бури зависела лишь от криптохрома, эффект был бы прямо противоположным.
Объясняет первый автор научной публикации, доктор физико-математических наук Кирилл Кавокин, ведущий научный сотрудник лаборатории оптики спина Физического факультета СПбГУ и лаборатории орнитологии Зоологического института РАН:
«В восприятии птицами колебании геомагнитного поля, которые соответствовали природным, криптохром не участвовал. Иначе бы сигналы меньшей мощности воздействовали бы на него слабее. А мы увидели усиление эффекта. Это значит, что имеются дополнительные рецепторы - чувствительные структуры, которые реагируют не столько на силу сигнала, сколько на его пульсацию — то есть на то, как именно меняется магнитное поле во времени».
Из слов ученого следует, что система, которую удалось «нащупать», нельзя назвать совсем уж навигационной - она не показывает направление и не определяет координаты. Ее функция – скорее аварийная - отключать настоящие навигационные системы в тех условиях, когда их использование может привести к фатальным ошибкам — увести птицу с правильного маршрута.
Предположительно, биофизический принцип обнаруженного «нового магнитного чувства» чем-то сродни тому, благодаря которому работают детекторные радиоприемники. А они работают исключительно за счет энергии принимаемых сигналов и слабых переменных токов высокой частоты, которые по закону электромагнитной индукции Фарадея, они – сигналы – наводят.
Исследователи полагают, что приемник-детектор магнитных сигналов-возмущений может находиться в вестибулярном аппарате внутреннего уха птицы.
Дальнейшие – запланированные – эксперименты покажут, влияют ли на птиц магнитные возмущения, вызванные разрядами молний. Настроена ли на них обнаруженная сенсорная система. Ученые уже разработали устройства для имитации. У тех же мухоловок-пеструшек, к примеру, на пути к местам зимовки в Африке лежит полоса тропических гроз, которые в последнее время громыхают всё мощнее и мощнее.
О том, почему одни люди страдают от магнитных бурь сильнее других, читайте наш материал.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ
На Марс полетят сангвиники: почему холериков, флегматиков и меланхоликов не возьмут в космонавты
СЛУШАЙТЕ ТАКЖЕ