Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Под ред. Дж. Киршвинка. Том 1 (1989) (1095847), страница 47
Текст из файла (страница 47)
20, 2Ц. Кроме того„дли выяснения, насколько .трочно в препаратах тунца связан с агрегатами частиц осадок, ост$$$ошийся после обработки гипохлоритом, мы проводили анализ ии содержание кальция. изучение образцов ма$ $$етнта кз зеленой черепахи н тунца показало, что Они КОчти ке содержат пркмесных оксидои ($юмнмО Окс$$дов яеелв'3и).
Хотя используемый для количественных исследований стандарт (ХМЬн 11487) представлял собой необычайно чисть$й магиеткт гсо3Югичвсиого происхождения (М.О. Гарсия, Иксгитут геофизики Гавайского уииверсктета, личное сообщение), в отличие от биогеинОГО магнетита в Иеы обнаружились заметные количества оксидов редкоземельных металловтитаиа и хрома (гл, 20, 21). Бели учесть отсутствие никеля в препаратах нз черепах (гл, 21), а также очень небольшие количссгви маргавз($$ в магнстнтах из тунца я черепах, то эти данные могут служить строгим доказательством того„что вьтделюниьтй мап$еткт по своему происхожде лкю не является ня синтетическим, ни геолопгческим. (" лишком малые количества материала, получаемые с помоц$ьто Оцнса$$$$ой выше процедуры, не позволя$от использовать развиваемый тоу (гл.
б) подход для приготовлению кристаллов для просвечиваиицей электронной микроскопии. Чтобы как-то компенсировать зто Огранвче ,л~т лиг и нн!ОГ И'йит* синчттл1О Н! мй 'Рит>РИИО ис Цаег (Отделение Геологии н г$лаиетаРнь$х $$иУК~ КалифОРнийский .СХ$$ОЛОтичоСККй ИКСтитут, Л$$чиое СООб$цЕННЕ) раэработал мстод ПОЛуЧЕ$$$$„„$нсиергнрованных кристаллов, Агрегироииниь$е кристаллы помеп$яитт нн покрытую углеродом медную сетку и рас$$ь$ляют в переменном Г$$нитном поле (100 МТл).
Затем сетки высу$пивают на воздухе и ,.ОГО1$ЛТ для $$рОСВЕЧИВВЮтцсй ЗЛЕКТроиной МИКрОС$$ОПНИ (Гя. 2О). ')истракиню магнитного материала козволиет сразу же получить болыиос количество информ4$$ин, помогающей и 4и'О нде$$тификацня, По циету частиц, выделенных нз тунца и черепах, $$а$$рнмер, уже можно $$скл$очнть миггемит.
Маггем$$т по своим маг$$ктным свойствам близок „- МИГ$$Ститу, И аОЗтОМу, СКажСМ, ПрИ КЗуЧЕИИИ КоэрцнтИВНОСтн НЕЛЬЗЯ ~,-$.$Н$ть выбор между этими минералами. Однако дли того чтобы ОЛ$$оз$$$$ $$$О ИдентвфицнронатЬ КрнетаЛЛЫ, дОКаЗВТЬ ИХ 6ИОЛОГИЧЕСКОЕ происхождение и исключить возможность загрязнения в процессе црепар$$ровииия н экстракции материала, $$еобходимы детальныс исследова- НКЛ.
Ни$$рнмар, ЗХСтратирОВаНИЫЕ нэ жсдтонсрОГО тунца н ЗЕЛЕНОЙ черс$И$хи частицы были идентифицированы методом дифракцнл реи Гге$$оиск$$х лучей кик магнетит (гл. 21, 26), 6 то же время для ма$$$нтного материала кз опухолей, содержа$$$их, как считалось„однодоменные кр$$стиллы магнетита, ректгеногри4$ня показала наличие природного ткс$$сз$$ и минерала„которь$Й МОжет бь$ть МВГнетнтом И$$и маггемктом 1рнс. 5.2).
Исходя из Киста кржталлов. Маггсмит был нск$$$очен. Железо !2 Ю р $$$ Ы й и а О,65 О,$$$ ОЛ О,З1 П,Ь $ЦО Периметр $$ииетии $$, ии ИЬИН Ь$Е РЕНТГЕИОГРФфИЧЕСИОтО Л$$ИЛКЗИ МФГНнл'ИЫХ ЧЛСтит$ ИЗ О$$УХОЛС$$ м$$1иеа. Претятритм иредостлилены Ф.д рлбрл н С. Биткином (медицинское ~~~~-т" Н$е им. дж. А Ыер$$си, Гавайский университет). длинъ$ вертикальных линия ~о"$8ететлу~от отиоснтел~д~мм и$$тсисниностям линия $$и лифри$тииои$$оя картин , ин~. $$нсзи и скобках относится и лилиям, связанным с метилличесхим лтелезом. оботничиют илоекость симметрии Чтистилли,,Пт$$$ии, има$о$иие иарлмотр $те$$$е ~ии 4~ $1,30 н 6.25 нм. мо$ ут быть обуслоилетты митиетитом или ми$темнтомИсто~ зо" $$нки оетал$,ных линий ии реиттеиотриммс неизвестны 1[".'ри~ю,оьс н нсн„„[ жс В ОснОвком [[редставляст собой:!э['рязнснис„ксъхъч!!ик которогО ПОК неизвестск.
в пока ДифРЙкннОННЫЕ КЙРТИНЫ Нс позэОЛЯЮТ ОиончытЕЛЬНО ДОКЭ ° зать прОисхождсннс частиц магнетита. выделенных нз тканей' в их инте ерпретацик необходима определенная осторожность. Мелкозернистые по О ки чи * ст[ио магнетита, например такие, которые предположительно принимают участие в магниторсцепцни, будут давать идеальныс, чеъ кэе и Ол!!Означныс днфрыкционныс картины.
РаэмьггОсть пятен кяк линий ви картинах длфракцин рснгсновсккх лучей и злектронов может возникать нз-зэ неоднородности Образца. 1«у и Мснч ПТоъУС, Моепс)ь 1[И11 предполагают, что размытость картины днфракцки электронов на однодоменных кристаллах магнегиты, выделенных из мыгнкточувствнтель.
ных бактерий. обусловлена дефектами в кристаллической структуре. Многодоменные частицы также могут давать размытую дифракцкоиную картину, Поэтому необходимо сочетать идентификацию части О[! [рсдсленксм их доменного состояния. Эясктронографию и измерение размеров и формь[ и;юлврованных кристаллов можно проводить на одних и тех жс Образцах. помещенных нн медные сетки. ') аким образом, хотя дкфракпия Электронов-более трудоемкая методика. чем рентгенография, именнО опа.
в сочетании с размерами и морФОлоглсй, Позволяет делать окончательные вы ноль[ о происхождении частиц (Гл. 6,.20). 4. Обсуждение Разработан!Н.[е магнитомстричсские методы позв[ълвют выявлять и хЩъактсризоаать Объемныс свойства маГнстита в Ор[йнкзме. В настоя" ц[сс Время стало Возможным анализировать паликристалличсские агрегаты и изолировйпныс кристаллы зкстрагированиого из магнитных тканей магкститн.
Этн коследовакии позволя!От сделать важный вывод: если Определить наличие в «1ызн!Изме маГниткО!'О матс)ъиэла Относи тельно легко, то выявить его происхождение и функцию гораздо труд" нес. [у! ы попьггались заложить теоретический базис д =[я Выяснснкя, какая форма биогснного магнетита могла бы использоваться.для магкиторецЕПцнн, а также ПрНВЕЛК ЭКСПСримент[!ЛЬЫЫЕ ДОКЙЗЙТСЛьСТВЭ Э ПОЛЬЗУ предложенной теории. Это позволило рассмотреть пслый ряд гипотез Об организации магнкторсцсн-ГОРНЫХ ОРганелл, ос[!Оианных иэ магаетВТЕ (К[гзс1[УЪПЕ, Ооой, 1961; К1гзс1ъУ[М с! ы1., э печати; гл. 11, 20), что в СВсио Очередь Открыэаст ИОвыс ВОзможностн для прОВсрки !'и[ютсзы ферро магнитной магниторсцснции. Важный резу;!ьтэт этой работы-понимание того, что соверпъекно необходимо ны всех стадиях исслсдования 1) проверять обрйзпм на НЭЛИЧИС ПриМЕСЕй И 2) СЛЕдИть ЗЭ СОГЛаСОВЙННОСтЬЮ рСЗУЛЬТЭтОВ, ПОЛУ чснных различными методами.
Убеднтслы!Ой иллюстрацией возмож1!О го влияния загрязнителей на результаты магннтометрвческих измерсз!н" могут служить различия между валовыми магнк[нь[ык свойствами ГВер болочки и " О ихоокеан Фина 6 е 11.1'.Э[К" [г 'хзА' НЪНН гын','; ~й~,'й «Н,"Й ЛР[на« Й1.. репарата из м[гзга человека (рис. 5.1) и решетчатой ко[гги Й рь[бы 1гл 2П) Цредварительпь[с кссчсдовъпия г[О1ы[алк м [[ нк[ньк. частицы экстры[нрован1!ы[. из опухолей мыпгей иьроя! „.„, „ССГ[х содсржат ОДНОДОМСннЫЙ МаГНЕтнт [„К[ГЪС11У!ПЕ Е1 а1„!ЪЪ82). В ТО ° с время ири рситГскОГрэфки магнитных части[[ иэ Опухоли Од!ю1'О 'ГиГи [ъ „о Обнаружено чистое железо и, возможно, ма[-кетит.
Присутствие в „„„,~' железа противоречит ыэ[ нитомстрическим лакным и может быть „,бУ„;![[в[!сн[! загрязнением образцы и процессе зкстрыкции. Имея все это „ви;[у, ксобхолимо доказывать бкогекную природу магнитного матери- , [.[, н[[ходя[нсгося э ткани и экстрэгированного нз нее, независимыми Ч[,[[Ъ [,[Ч[1 П[ъ „'[э[[ным просвечивающей элскгрОкной микроскопии, кристаллы 6но[с![Ного магнетита в отличие от синтетического и гсологическог[ъ им юг [!Сок [нэдрическунь геометрию (То!Ус, Моспс)ъ, 1951„[У1агзида е1 Й1,, 1~Х3; гл.
20). Это свойство несущественно длЯ гипотезы магниторецсп« ![Н[[. Обуслоилскной мап[сгигом, но позволяет точно Опредс1[и!ь проис- х[1ждс[[[[с минерала. Из .ного факта следуст, что различия э свойствах биогснно['О магнетита вознккы!о'!' В процессе биоминерализэции Вс1ъОят- н[х можно ожк!Ьчть различий и н химическом иъставс биогепного и гсо[кн-ичсского магнс!Итака. Потснцкально важ!юй характеристикой яв- ляется соотношение изотопов кислорода в биогенном к небногенноы маг[[с'гн'!т[х (Гл, 1). Пока технология н имсюшисся в наличии кОличества материала нс позволяют определять содержакие изотопов кислорода в биогснных !на[э!Ститах, Суо!сствующке в пэст[ъящее время масс-спектро- мс'гры 'гребу[0'!' кык минимум Око1[О 20 мкг Образ!Ф, что экВнвалснтио холичсстэеннои экстракции мйп!ститэ из решетчатых костей по крайней марс 1[[0 особей жсл-!Опсрого тунца.
Избежать загрязксний при такой крунномасштабной экстракции практически ксвозможно. з1ля ионного [инкро![1![[:!нз[! МОГут пОтребовиться меньшие колнчсства Образца, чем дл[[ х[ас;-снскгр[!Око[[ни, и мы пьпъ1смся приспособить эту методику для цсследоаания би[ъгс[п[ых магнетитов. Г- «[!х![!!ПЬЮ ЭТИХ МСТОдОВ МожНО раЗ1ъабОТЙТЬ СПОСОб ВЫВВЛЕЫия "[[[!Гскн[[г[! Магнетита, потенциально пригодного для использования в '!"'П[[[ч!Рецепции. Это ке означает, что гипотезы магпиторепсппни, Ооусловле!ШОЙ мэ!истнтом.
Доказана. Тем не меисс НОдход, позволя- КЪШ[[К РГС«о:ННГВЙТЬ ПриГ[ЪДНЫЙ Для магнитОРсцепЦии магнстит, МажЕт Ок[г[а['ься [к1лсзкым для предсказания существен!!Ых свойств других Обнаружено!ых у многоклеточкых включений магнкгита. Это весьма Вэжк[1, поскольку данные включения могут быть предшественниками Рс"с""Орно!"о магнетита 1Клгхс[[У!ПЕ, Оома.
1ъ[111; гл. 20), а гыкже пото- [ [ О НСО[ЪХОДНМО УМЕТЬ Отличать ЭТИ ДВЕ форМЫ Мрут ОТ друГЙ И ОТ зхз[1 [.СК[!»[Х э[!ГряЗКЕНИЙ, Огл![Сн[! просгси[псй гипотезе, биОгсиный магиетъгг представляет "Об[!к нскук! форму зэпасания железа или жс он Откладывается прн "ат"-:!О! и !Ссккх процессах (1.оа[спмапъ, %е!Пег, 19ХЗ; гл.
20), В пользу Эанн~д' иной ги«отсзы свндстельствуст тот факт, что аномальные включения магинтпогО матариада ЧащЕ ВСЕГО НаХОдят у Круцных и старЫХ жЭВОТ. ных. 14ж.Г. Мазер. кафедра зоологии Манчестерското университета личное сообщение, 1931; Пэрри, неопублккоканныс данные; Уокер пеопубликованкыс данные). Размер к форма кристаллов в этих случаях МЕ$1ЕЕ Важнь$, ЧЕМ дЛЯ магнетита, исттольэусмого 6 МЭГНИТОРецепцьпь Вероятно, осажденке минералов происходит ферментативным путем, поэтому скорее Всего зтн ахтпочстткя должны также отличаться по химическому составу Изучение процесса бноминерализацки запасов кэн М1$нс~ылое, обрттзующкхся прн пэтОл0$'ни, МОжет способствоеать пред. сказанию вероятных свойстз$ биогенного магкетита, ис используемого в магннторецепцин, а также выяснению мест прскыущсст.вен!той локализации этих включений н кх цоследутоцтсьту обнаружению.
Изучая магнсткт, нс следует забывать также и о других интересных фармах бкотенпЫХ МЭГ$$НТКЫХ МКНЕРЭЛОВ. За ПОСЛЕднис $ОЛЫ СПИСОК этнх микерэлов сушественно пополнился 1] отчепххааз, 1931; гл, 1). По. этому при проведении биомагнитных исследовании мы должны быть готовы применить саответстаутот$$нс ттодходы. чтобы суметь правильно ВЫЯВИТЬ Н ОХаРаКТСРКЗоаагь еес ФОРМЫ МаГПИТНЫХ МИНЕРаЛОВ.
ДЛЯ ,Ф';!'сх'!'Нроеанея этих ми$$ералов пригодно Обычное магнитометрическое ттборудоэание, широко используемое в палеомагнитных исследованиях. Получение гндролитичссккх ферментов, специфичных к определенным компонентам магнитных тканей, возможно, позеолит выделять магнитные минералы в натккном ендс В послсдттие год или двэ значительное развитие получнлн специфические методы обнаружения„выделения и нзучспкя свойств биогенного магнетита. Можно ожидать ляльнейзпего ускорения этого развития, поскольку интерес к процоссам бномииералкзацик продолжает расти. г1адж~кя, что даннак глава послужит стимулом к разработке тювьтх„более эффективных подходов в этой Области.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
