Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Под ред. Дж. Киршвинка. Том 2 (1989) (1095848), страница 26
Текст из файла (страница 26)
Ни наблюдения при взятии проб в море, ни результаты лабораторных экспериментов не позволяют пока выяснить механизмы хоминта особей во время весенних миграций. Однако, поскольку многие районы вдоль побережья Атлантики и Мексиканского залива богаты креветками, кажется сомнительным, что зарегистрированные перемещения представляют собой только однонаправленные рассеянные заплывы. Если же некоторые особи действительно возвращаются в места, где они родились, то такие перемещения нельзя объяснить в рамках известных данных о реакциях креветок на направления и скорость течения воды, соленость, температуру и количество донных осадков (Огарку, 1971).
Здесь необходим более дальнодействуюший ориентир, например магнитное поле Земли. 2.1.2. Эксперименты с морскими обрастаниями Одним из практических применений наших знаний о биомагнетизме ракообразных может быть создание технологии контроля прикрепления и роста некоторых сидячих форм. !7. Реакции на магнитное поле у ракообразных !29 б( 8 /тест- 7 Морская авда Рис. 17.1 Схема расположения двух магнитов (каждый 100 мТл), через которые протекает морская вода. Плотность обрастания определяют путем измерения общей массы морских желудей на панелях из полихлорвинила, расположенных ниже по течению относительно магнита.
Морские желуди Ва)апиз ебигпеит и В, атрлйгйе пгпеиз — ~ипичные представители нижней и средней литоральных зон Мексиканского залива. Планктонные личинки этих видов прикрепляются и быстро заселяют открытые поверхности на литорали. Очбрайен (ОгВпеп, 1985) в недавних экспериментальных исследованиях в Галвестонской бухте Мексиканского залива показал, что балянусы н другие морские организмы, ведущие прикрепленный образ жизни, образуют более плотные скопления, если вода была пропущена через магнитное поле 100 мТл. Рост организмов в полихлорвиниловой трубе с проточной морской водой, пропушенной через два противоположным образом ориентированных магнита (рис.
17.1), был таким же, как и в контрольном канале без магнитного поля. Масса обрастаний на полихлорвиниловых пластинах (табл. 17.1) была значительно больше в двух трубах с наложенным магнитным полем, чем в контрольных, даже если начальная посадочная плотность морских желудей (основной ввд, образующий обрастания) была олинакова на всех четырех пластинах. Скорость тока морской воды в этих экспериментах составляла 80— 120 л7мин (линейная скорость -0,3 — 0,4 м/с). Для объяснения обнаруженной реакции животных на магнитное поле необходима дополни- Таблица 17.1.
Наблюдаемые плотности ()У) морских обрастаний" 42.й день Р, кг/мх 117-й день Р, кг/м' Номер опыта № 1 (в присутствии магнитного поля) № 2 (в присутствии магнитного поля) № 3 (контроль) № 4 (контроль) 1,06 1,18 0,63 0,83 5,87 4,54 3,93 3,85 " Через 42 и 117 дней роста в двух полихлорвиниловых трубах с проточной морской водой, пропущенной через два магнита (100 ыТл), и двух идентичных контрольных трубах без првложеиного магнипкпо поля. 130 Ч. /И Магнитареценция и магнитные минералы тельная информация о магнитных свойствах самих организмов.
В будущих экспериментах имеет смысл определить условия и параметры, при которых рост обрастаний будет максимальным (например, для нужд искусственного разведения), либо выяснить, существует ли такая комбинация величины магнитного поля и скорости тока жидкости, при которой рост организмов замедляется (например, для контроля морских бнообрастаний, Весла е1 а1., 1981).
2.2. Общие экспериментальные подходы и методы Все описанные ниже работы были сделаны в Техасской лаборатории палеомагнетнзма в Галвестоне осенью 1980 и летом !981 гг. Животных содержали в природной илн искусственной морской воде в стеклянных или пластиковых контейнерах. Вскрытия или операции на животных проводили только с помощью пластиковых скальпелей или кусочков стекла. Избыток воды промокали кусочками ткани. Перед помещением в магнитометр особей взвешивали и обмеряли. Как показали контрольные измерения, использование пластиковых илн бумажных держателей увеличивает уровень магнитных шумов выше допустимого.
Поэтому в качестве держателя использовали майларовую трубку, внутри которой на короткой рифленой пробке из пенопласта помещали измеряемый образец. Перед началом работы с креветками для одной-двух проб измеряли магнитное поле пробирки и пробки без образца, а затем эту величину вычитали из показаний для проб с животными. Пробирки, пробки и другие материалы хранили отдельно от оборудования, используемого обычно для исследования палеомагнетнзма горных пород. Перед измерениями лабораторную посуду и подручные материалы тщательно промывали и подвергали размагничиванию, если уровень остаточной намагниченности превышал фон.
Для магнитных измерений использовали сверхпроводяший магнитометр (Оогее, ЕпИег, 1976), чувствительный к очень слабым магнитным полям (порядка 10 "А мз или 10 "ед. СГСМ). Образцы содержали при комнатной температуре в вертикальном открытом сосуде диаметром 3,8 см. Каждый раз животных ориентировали так, чтобы ось билатеральной симметрии тела была параллельна осн х измерителя. Показания магнитометра (среднее из 10 — 20 измерений) снимали для каждой из трех осей. Если два каких-либо средних показания различалнсь более чем на 20'/о, их отбрасывали и измерения повторяли. Запись данных, вычисление амплитуды и направления вектора магнитного момента вели на компьютере Техггоп)х 4051. Окончательное препарирование образцов и магнитные измерения проводили в экранированной комнате (гл. 8), где среднее магнитное поле составляло - 100 нТл (100У).
Для каждого выловленного экземпляра в первую очередь определяли 131 !7. Реакции на магнитное поле у ракообразных естественную остаточную намагниченность (1чКМ) (МсИЫппу, 1973). Для определения величины остаточной намагниченности при изотермическом насыщении (81КМ) образец намагничивали, используя калиброванный электромагнит с полем, изменяющимся до 800 мтл. Образец на 20 — 30 с помещали на деревянный держатель в центре зазора между полюсами электромагнита. При исследовании размагничивания мы использовали одноосевой генератор переменного магнитного поля Шенстедта, повторяя размагничивание для каждой из трех ортогональнзях осей образца. Как правило, размагничивание переменным полем представляет собой процесс, включающий серию импульсов с увеличивающейся амплитудой и возрастающей скоростью затухания, впдоть до максимальной величины поля 600 Э н скорости затухания 25 мЭ/полупериод.
Основная проблема, возникаюшая при изучении остаточной намагниченности биологических обьектов,— это загрязнение. Помимо потенциальной возможности загрязнения во время сбора, хранения и препарирования образцов необходимо исключить вероятность загрязнения корма. Например, корм для креветок, изготовленный в Национальной лаборатории морского рыболовства (ХОАА, Оа!тезгоп), имел высокую остаточную намагниченность (МКМ = 10 ' А мз/смз, 81КМ = 10 ~ А.
м'/смэ ). Вероятно, это связано с тем, что на последних стадиях приготовления корм пропускают через металлическую мельницу. На уровень намагниченности пойманных экземпляров могут влиять также природные источники корма. Об этом свидетельствует следующее наблюдение: две креветки рода Ра!аетопеыз из отловленных для измерений образцов были помешены в отдельный пластиковый контейнер; в течение ночи в качестве корма они получали мертвых рачков вцда Р.
аыесиз; в результате из 22 обследованных креветок лишь у этих двух уровень 31КМ был выше фонового. Возможность загрязнения уменьшается, если использовать только что полинявших животных, так как перед линькой ракообразные полностью избавляются от содержимого кишечника. 2.3. Результаты измерений 2.3.1. Креветки Неполовозрелых и молодых креветок Репаеиз аыесиз вылавливали тралом в Галвестонской бухте и до измерения содержали в контейнерах в течение 1-28 ч. Если сначала мы использовали животных из обшнх контейнеров, то потом большинство креветок рода Репаеиз и всех креветок рода Ра!аетопемз отлавливали специально для данного исследования и содержали в аэрируемом пластиковом контейнере.
Некоторые особи вывелись из личинок в аквариуме Национальной лаборатории морского рыболовства в Галвестоне. Значения намагниченности (как Ч. 1К Магнитореиепинн и магнитные минералы "-9 й и я о а '-1О 25 50 75 длина тела нлеаетки, мм Рис. 17.2. Уровень намагниченности 45 образноа голоаогрудного отдела креветки Р, ах!ест. Светлые кружки соответствуют )ЧКМ только что убитых экземпляров (за исключением кружков, помеченных крестом (х) дли ХКМ креветок, убитых более чем за 1 ч до измерения). Темные кружки соответствуют величине !КМ препаратов, перед измерением намагниченных а поле 200 мТл.
Вертикальные линии соединяют точки, соответетаующие значениям ХКМ и !КМ для одного и того же препарата. )х(КМ, так н 81КМ) были близкими у организмов из разных источников, поэтому ниже мы приводим комбинированные данные. Для 50 креветок рода Репаеих (45 из них были убиты непосредственно перед измерениями) средний уровень 1чКМ головогруди (т.е. хвост отрывали) был равен 2 1О '" А м~/см (диапазон 0,08 10 '" — 9,5 х х !О' '" А м'1смз).
Уровень ЯКМ находился вднапазонеот0,018 10еа до 3,6 !О " А м'/смз. Как видно из рис. !7.2, прямой зависимости между уровнем 1КМ или 81КМ и длиной тела креветок нет. Однако для убитых непосредственно перед измерением животных с длиной тела более 80 мм значения ХКМ ближе к $1КМ, чем для более мелких особей. Для !4 из 50 образцов значения )х)КМ были равны или ниже уровня шума (3 !О '' А м'гсмз), но после намагничивания все онн, кроме двух, имели величину 81КМ больше, чем 1. !О '" А м'.
Только что убитые креветки Репаеиз отличались по уровню ХКМ от животных, убитых за несколько часов до измерения. )х)КМ для 67% образцов головогруди убитых непосредственно перед измерением креветок Репаеил была выше уровня шумов; через час их доля упала до 21 — 56%, а через четыре часа после смерти лишь 39% препаратов имели статистически значимую величину )х(КМ. Магнитный материал концентрируется в основном в головогруди, но 133 17. Реакции на магнитное ~оле у ракообразных Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
