Як тварини відчувають магнітне поле Землі?

Хто ж може відчувати слабкі магнітні сигнали Землі? І як їхвикористовувати? Насправді, це багато століть роблять птахи під час своїх перельотів. Так, вони орієнтуються за Сонцем і зірками, запам'ятовують ландшафти й мають свої наземні орієнтири. Але не менш точно вони дотримуються свого маршруту, коли Сонце та зорі закриті хмарами, а пейзажі внизу вкриті туманом. Подібним способом орієнтується риба, коли йде на нерест вгору по річечці. Адже в неї немає дорожніх знаків або карти! І так, якщо зверху подивитися на стадо корів під час випасання, то вони будуть розміщені строго уздовж магнітних ліній, тобто де північ, а де південь відчувають і вони теж. А ще магнітне поле відчувають бактерії, деякі земноводні, собаки, бджоли, плодові мушки.

Але де ж орган, який відчуває ці невловимі магнітні імпульси? Зображення, наприклад, сприймає око, і тут усе просто: ми його бачимо й навіть можемо при бажанні доторкнутися. Зі звуком гірше: його сприймає внутрішнє вухо, яке вже так просто не побачиш. Але навіть звичайний школяр може розповісти, як виглядають наші внутрішні органи. Тому ми впевнені, що звук сприймає внутрішнє вухо, а як воно виглядає, можемо запросто підглянути в підручнику з біології. З рецепторами, які сприймають тиск або біль усе складніше, бо вони маленькі й нерівномірно розкидані по нашому тілу. А ось якби магніторецептори були користувачами соцмереж, то в розділі ″Location″ точно красувалося б ″все складно″. Так склалося, що деякі види бактерій – організми, що належать до числа найбільш вивчених із погляду механізму здійснення магніторецепції. Ці всюдисущі мікроорганізми являють собою морфологічно, філогенетично і фізіологічно різноманітну групу грамнегативних бактерій. Магніточутливі бактерії були вперше зібрані й описані Salvatore Bellini (Сельваторе Беліні) в 1963 році у прісноводних водоймах поблизу Павії, Італія. Він спостерігав велику кількість бактерій, які пливуть у північному напрямку, і припустив, що така їхня поведінка пов'язана з наявністю внутрішнього "магнітного компаса."

Наявністю магніторецепції ці бактерії завдячують спеціальним органелам – магнітосомам. За своєю будовою це маленькі міхурці із подвійної мембрани, заповнені нанокристалами з магнітними властивостями. Ці кристали, немов маленькі магнітні голки, точно вказують своєму власникові, де магнітний північ, а де південь. З чого ж вони складаються? Найчастіше зі сполук заліза – Fe3O4 або Fe3S4, розмірами від 35 до 150 нм. Виглядає це, наче ланцюжок або кілька намистинок. Таке ″намисто″ з магнітосом максимізує магнітний дипольний момент клітини і примушує її рухатись уздовж силових ліній магнітного поля. Для чого це потрібно клітині? Рух вздовж магнітних ліній необхідний бактеріальній клітині для того, щоби знайти потрібне їй середовище існування з низьким вмістом кисню. Зазвичай такі зони у водоймі розташовані саме поблизу  дна.

До речі, в одному з марсіанських метеоритів знайдено безліч такого бактеріального ″намиста″, що може свідчити про наявність життя на Марсі, як мінімум у вигляді магніточутливих бактерій!

Вигляд магнітосом клітини Magnetospirillum magneticum штаму АМВ-1 під електронним мікроскопом

Рисунок узято з https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3811606/

Джерела:

1.  https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3811606/

2. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23615196

3. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22579104