Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Под ред. Дж. Киршвинка. Том 1 (1989) (1095847), страница 68
Текст из файла (страница 68)
иумугФ~НИОввгсч гиввпй'.ш ииа'низвиун чгтачьит направление с Возможкостью интегрировать ускорение значительно снижает требования к инерционной навигационной системе. чрезвычайно высокая точность в определении ускорения необходима в любом случае, НО теоретически Оиа ОказыВается уже ВПОлнс достижнмОЙ, Отметим, что способность к точному определению ускорения Веобходима также и для того. чтобы различап компоненты магнитного поля прк помощи вчувства картыв, основанного на локальных пространственных изменениях магнитного поля Земли, Как указывает Гоулд, для ичувства картыв необходимо очень точное, до !О , определение поля тяжести.
Это означает, что с такой же точностью должно определяться н ускорение Магниторецептор, основанный на индукции Фарадея и не использующий магкстита, МОжст существовать у таких наземных жиВОтйых, как птицы. Чтобы обладать чувствительностью, необходньюй прн детектировании магнитного поля Земли, подобный орган должен иметь размеры порядка миялиметра. Подходящими кандидатами иа роль таких органов представляются полукружные каналы внутреннего уха.
8 случае еще более мелких животных, для которых описанные органы слишком велики„ индукционная магниторецепция исключена Для объяснения вчувства картыв, проявляемого голубями при поиске лОма, было ВысказанО предположение, что ГОлубй могут восЩ?внимать изменения магнитного поля, составляющие 1О з —: 1() з от поля Земли (гл. 12). Такая чувствительность в принципе возможна для магнстйтных магииторсцспторных систем, Однако В случае ицщкционных систем она представляется нереальной. 5.
Дополнение: несколько слов о навигации Данные о йавйгаций животных, В особенности Голубей, указывают ца то, ЧтО Этк жИВОтНЫЕ ДОЛжнЫ вЧУВСТВОВВТЬв ОтКЛОЦЕИИЕ ОТ НВПРВВЛСНКЯ Ка ЦСЛЬ СВОСГО вПУТЕШССТВИЯВ. ОРИСНТВЦИИ ТОЛЬКО ПО МВГШПНОМУ ПОЛЮ Земли для этого н~цсстаточно. Предположение об использовании голубямв вчувства картыв, Основанного на локальных изменениях гсомагнитного поля, всесторонне обсуждаютсл Гоулдом в гл.
12. Как мы уже отмечали„ицкукционная магниторсцепция не может обеспечить нсобхолнмОЙ для этОГО чувствительности. Нс исключено, однакО, что кплукция играет роль в другом механизме, основанном частично на инерционной навигации (двукратное интегрирование ускорения), Хотя ке вес опубликованные экспериментальные данные Гголг!Ост ю согласуются с концстщисй инерционной навигации, ее нельзя отвергнуть.
Каибольщис ошибки накапливаются при определении угловых параметров, поэтому ясно, что сочетание способности определять Литература !Ьчгвгп И'.Й., 196О, Иссгг)са) )чс1зе, Мсбгвв-Н111. )чем УогЬ ,Уивясгввм Я.(, ЯысМйав в 11930), Маяваз)с 1вйк!1ов Ъг гЬа зспз1вк Ф в1аявабс Йс!й- Ав ава)уз)з, 3. ТЬсог Вю!.„37, 25, КаЛвув .з,.!. (1982). Е!ссггк ав4 гваявсг)с йсЫ (Ысс!1ов 1и с!азгвоЬгавсЬ ЙзЬсз, Ысвсс, 2М, 916. (.свччгзгс!в О, Е., 1974, Ссиприв!1чс аютрЬО1оку апд рЬуз)о!Ояу, СЬаргсг и, !в: 11ввдьснй М Бевзогу РЬуз)о)ояу, Чс!. УЦЧ (КогвЬиЬсг Н.н„сз),), Зрг)вувг-Усг)ак, Пег))в, р.
77. Мсаггу А 1К (1965). Е)есггогссср!ог вксЬвв)згвк 3!С!аповз о( 1гври!зс 6'сг)всвсу ~о з)ввв)вз зцсвя)Ь аМ гсзровзсз !о рв!за и)ппй 1в авцю!1аа о1 Евгение)а) Ф с)ачисЬгавсвз„2. РЬузю1. ((.ОвЫв), !9В), 592. Яеииг!Б.А„,гг,, мсс!гам..г.р. (1973). Бсвзйм!у ог Авжпсав сс!з (Аваню!а грига!а) авд Аг!ав!1с за1тов (Ва)гве-за)аг) ю всаЬ с)сс1Ы авд ныцвсбс йс1Ж.), ИзЬ Ксз. Вопд Сап., З(г, 657. ИЬйа гв д, (19М), Е!Се!пса! ргорагйсз мк) Йве зггвсгвгс о( аарв11агу саваЬ о( !.огсз)в), Ас!а РЬумо). Бсвпд., бб (Ырр(,), 264. Жйьдйа И'., И'ЬЬсвсв Л. (1972).
МайвсМС инпрвзз с(Евгорсзв гсЬ)вз, Яс)свес, !76, 62. Глава 10 энеРгетический пОДхОД К ОЦЕНКЕ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАГНИ ГОРЕЦЕПТОРОВ Основой предположения о том„что магнитные материалы биологического происхождения ответственны зв чувствительность мигрирующих животных к геомагиитпому нолю, послужили два типа данных; данные о наличии магнетита в организме многих животных и данные о СУЩЕСТВОВанин КМаГНИТПОГО ЧУВСТВав, ПОЛУЧЕННЫЕ В ЗКСПЕРИМЕНТВХ Прн изучении поведения животных. В работе„опублккованной в 1945 г., Изннг (Ыпя, 1945) сообщал о безуспешных попытках обнаружить материал с остаточной намагянчевностью в голове ласточки, а Гриффин ((?пйо„1944) в Обзоре, посвященном навигации птиц, отметил отсутствие каких либо нзВесгных магнитных материалов биологического происхождения. В то же время в 1962 г, Яовекстам ($.овепз!Вп?, 1962) предположил, что магнетит может быть ответствен за поведение хитонов, а в 1972 г.
Китон (Кее!Оп, 1972) высказал гипотезу, что ммвгннт- НОЕ ЧУВСТВО?? У ПТИЦ СВЯЗВИО С ~МЕХВНИЧЕСКнмн СМЕЩЕКИЯМи В НЕКОТОРОМ устройствеэ ХОтя н не предложил нихакОГО КОнкретного строения тахОГО устройства. В 1975 г. (В1акспиме, 1975) были обнаружены содержащие магнеткт бактерни, проявлао?цне магкнтотаксис, а несколько ракыие получены убедительные доказательства, что птицы (Кеегоп, 1971; %11!вс1?ЕО, %Жс1йо, 1972," %а!со!1, (,?геен, 1974) и пчелы (1.|пйаоег, Магйп, !968„1972) чуаетантЕЛЬИЬ| к ГЕОМВГПНтяОму ПОЛК?. ЭТО ПОСЛУЖИЛО СТИМУЛОМ К ОЕРЬЕЗНОй КОЛНЧЕСтВЕННОИ ПРОВЕРКЕ ПРЕДПОЛОжЕННЯ О том, что магнитные материалы валяются рецепторами, ответственными за амагнктное чувсгвов (СОНИ е1 а1, ! 97$; %а1соц е! В1., 1979: Ъ'ог3се„1979; Клгас1?т1пЕ„(."?Оп!6, 1931; К(гзсйчнй, 1982). В ЗтОй ГЛВВЕ МЫ ДЕтаЛЬНО РаССМОТРИМ НЕКОтОрЫЕ аРГУМЕИтм в ПОЛЬЗУ даккого предположения.
Как теперь установлено, магнетит широко рвснространек в живых организмах, но предположение о его отвстствеи- НОСТИ За ВМВГПК гКОЕ ЧУВСТВОэ ЖИВОТНЫХ ЭКСПЕ1?ИМЕНТВЛЬИО НЕ ДОККзаНО„ ' Елея В. 1(?Ме, Оервгнвсв! С( Рвучсъ, 1?пЬегзпу о1 МатуЬвй. Эв16в?оге Союа1гу, Свь?пзч11е, Мыу1ввд 2128$, М Овежа чгвевмлвм.гыюети к1ерро.иаг~имкарекел~иорла 7. Энергетический подход Тело с постоянной намагничевкостью, помещенное в магнитное поле, стремится ориентироваться вдоль поля наподобие стрелки компаса или магвкгкОГО теОдолита, Если Объект имеет размеры, блнзкве к размерам оргакеллы„т е. - ! мам или меньше, то ка степень его ориентации вдоль магнитного поля 0,5 Гс будет сллько влиять т?л?ловое (броуновское) движение, Тонкий стержень, помещенный в среду с температурой 7; будет совершать хаотические вращательные движения со средней энергк.
1 сй — 1г Тлля каждой кз двух степеней свободы (й- постоянная Бояьцмава, 2 равная 1,33- 1О 'г' эрго), прн комнаткой температуре эта энергия равна 4,14. 1О '~ зрг. В магнитном поле З стержень с магкктным моментом р, направленным под углом й к полк~, имеет потенциальную энергию рВсохй. Бслк рВ> йТ, стержень будет ориентирован преимущественно вдоль ноля. Именно таккм условиям удовлетворяет однодоменная магие-гктная гранула с намагниченностью касьпдевкя 49? Гс, ллкной О,1 мкм и аксиальнь?м отношением О,42, находящаяся в поле О.5 Гс, Првкятые размеры гракулы соответствуют типичным размерам ОднОГО дОмена магнат?ггй к СОГласуются с !?азмерамн маГне" титиых кристаллов, обнаруженных у голубей (ЖВ1соп е1 а1., 1979), бактерий (В1В1се?поге„!975) и пчел (Соый е! В1, 1973).
Степень ориентации стержня можно повысить, увеличив магнитный момент грануяы путем увеличения ес объема при условия сохражикя однодоменной структуры нли расположения отдельных доменов так, чтобы кх магнитные моменты суммнровались н ориентировались как единое целое. Именно такой стратегии придерживаются бактерии, проявляющие магннтотвксис. Другая стратегия, возможно, используемая высшими животными, состоит в усреднении отклика на магнитное поле многих независимых рецепторов, Мы обсудим ее позже как преяполагаемый саособ регистрации очень малых изменений магнитного поля.
Конкуренция между упорядочением не взвимодействукицих друг с другом маГкнтных дипояей В мапФвтпом поле н кх разупорядочеинем под действием теплового движения строго опксываетсл теорией парвмагпетизма Ланжевена, которая подробно изложена во многих учебниках физики (см,„например, кеЮ, 1965. Ке1тх е! а1., 1979), Степень оркектапкк момектов измеряется средины значением нроекцик магнкт- НОГО МОМЕНта На НВПРВВЛЕКИЕ ЫаГНнтногО НОЛЯ И ПРОПОРПКОНВЛЬНВ камагннченностк а~самблл днполей, Ока задается функцией Лважевеиа (ооз 6',? = 1, А!~В% Т) = С1Ь (1?В/٠— Щн В, (1) график которой изображен ка ркс, 1О.1. Как указывается в работах Ргап)~с1, 31ВКегпоге, 19ВО; Епзс1?чЫ~, 1981, прк рВ/й7'з 6 степень оркектапив не может быть существенно повышена путем увеличения магнитного момента р, а требование зкономиого расходования материалов налагает ограничение на количество содержащегося в организме магке- Ч.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
