Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Под ред. Дж. Киршвинка. Том 2 (1989) (1095848), страница 34
Текст из файла (страница 34)
В гл. 3 Скайлс детально обсуждает наиболее существенные характеристики этих циклов, вызванных электрическими токами в ионосфере. 5.1. Чувство времени у пчел Хорошо известно, что пчелы способны запоминать время суток, в которое в определенной кормушке им предлагается пища. Если, например, группу пчел в течение нескольких дней кормить сахарным сиропом каждый день в определенное время, а затем, оставив кормушку пустой, регистрировать время прилета пчел за взятком, можно заметить, что пчелы начинают обследовать кормушку задолго до обычного времени кормления. Однако пик частоты посещений при этом наблюдается как раз перед моментом кормления, а обследование (все еще пустой) кормушки заканчивается к концу обычного периода кормления.
Такой же результат обычно получают и в том случае, когда эксперимент проводят в закрьпом помещении в условиях постоянных освещения, температуры и влажности (рис. 1ь.ь,А), причем этот результат был повторен много раз в различных лабораториях (Магйп ег а1., 1977; Оса!е), Ч. 1К Магниторег)елина и магнитные минералы 162 то 50 во го ш и к о и 8 о ьо о к 50 Ео 50 во гг" ы г ви 5" вм гом ьг и" им !в" гс гтм ВРемя суток Рис.
18.8. А. Результаты типичных экспериментов с дрессировкой пчел иа время в условиях постоянных освещения, температуры и влажности. Пчел кормили каждый день в одно и то же время между !0 и 12 ч (заштрихованная область), н день опыта корм не положили и регистрировали время прилета пчел к кормушке. Столбиками показано количество посещений в течение каждого часового интервала.
Б. То же, что и А, но улей помещен в сильное (в !О раз выше геомагнитного) постоянное магнитное поле. (1лпбаиег, 1977.) 1980Ь; см. также обзор топ Ггпу, 1967). Скорее всего пчелы для получения необходимой информации о времени полагаются на свои внутренние циркадианные часы. Предложено два способа доказательства этого (топ Рг(зсЬ, 1967, рр. 352-359). Первый способ: если пчел после периода кормления охладить на несколько часов, то на другой день они опаздывают к кормушке (Кеппег, 1957). Охлаждение пчел могло замедлить их циркадианный ритм (Бшеепеу, Назйпйз, 1960; см, обзор, Навйпйв, 1976), но вряд ли повлияло на восприятие пчелами каких-либо !8.
Чувствительность медоносных лчел х магнитному нолю 163 внешних ориентиров. Второй способ доказательства основан на трансокеанских опытах Реннера (Г<еппег, 1957). Он обучал пчел на время кормления в условиях постоянного освещения, температуры и влажности в специальной камере, находягцейся в Париже, а потом быстро перевозил на самолете в идентичную камеру в Нью-Йорке. Оказалось, что в Нью-Йорке пчелы посетили кормушку почти ровно через 24 ч после их последнего кормления в Париже, а не пятью часами позже, как можно было бы ожидать, если бы пчелы могли по каким-то внешним ориентирам определять местное время. Эти результаты позволяют считать гипотезу с<эндогенного ритма» вполне разумным объяснением способности пчел узнавать время в условиях постоянного освещения, температуры и влажности. 5.2.
Магнитные поля и чувство времени Более поздние эксперименты Линдауэра (Еш<(апег, 1976, 1977) показали, что реальное объяснение этого феномена, возможно, еще интереснее. Линдауэр с коллегами дрессировали пчел на время кормления по описанной выше методике, но в день испытания улей был помещен в магнитное поле, в 1О раз превышающее геомагннтное. К удивлению, пчелы теперь демонстрировали полное незнание времени кормления (рис. 18.8,.Б). (Нам удалось в предварительных опытах воспроизвести этот результат.) Полученные данные привели Линдауэра ((лп<)ацег, 1977) к выводу, что «пчелы в качестве часов используют суточные колебания магнитного поля».
По-видимому, животным, которые проводят большую часть времени в темноте в температурно-регулируемых камерах, имеет смысл использовать какой-то иной внешний шщикатор времени, нежели дневной свет и температурные циклы, которыми пользуются большинство животных. Можно представить по крайней мере два разумных механизма, которыми могли бы пользоваться пчелы для получения информации о времени из циклов геомагнитного поля. Они могли бы„например, постоянно измерять поле н просто запоминать, в какой момент цикла и в каких кормушках появляется пища.
Альтернативный механизм- использовать поле как циркадианный с<времязадатель» ("е.е118еЬег", АзсЬоГ<, 1960), т.е. «запускать» свои внутренние часы колебаниями полн, а затем запоминать время кормления по фазе внутренних часов. Второй случай предполагал бы менее непосредственную, но более общую роль циклов магнитного поля для чувства времени у пчел. В обоих вариантах пчелам приходилось бы полагаться только на изменения величины поля; чтобы использовать отклонения в направлении вектора, нужно было бы уметь измерять ориентацию своего тела с точностью около 0,01' (ОопИ, 1980Ь).
В принципе описанные выше наблюдения Реннера укладываются в обе гипотезы, но мы пока воздержимся от дальнейших спекуляций, поскольку для начала нужно выяснить, не как пчелы используют 164 Ч. 1К Магниторецепиин и магннтньле минералы временную информацию, содержащуюся в циклах магнитного поля, а используют ли они вообще эту информацию.
К сожалению, первоначальные данные Линдауэра (1лпс(апег, 1976, 1977) нельзя интерпретировать однозначно, так как в иих не разделены два потенциально важных параметра магнитного поля-величина и периодичность. Напомним, что используемое в этих экспериментах поле было непериодическим (постоянным) и в 10 раз превышало геомагнитное. Во всех трех известных нам случаях, когда пчел подвергали действию поля, в 10 раз превышающего геомагнитное (5 Гс и более) или еще более сильному, их поведение было необычным или каким-то образом нарушалось. Первый случай — это обсуждавшиеся раньше эксперименты с ошибками направления в искусственном поле (Ь~пдапег, Магйп, 1968): силъные магнитные поля (в 9 — 13 раз выше нормальных) значителъно увеличивали дисперсию углов направления танцев. Второй случай это опыты по строительству сотов в сильных полях (Магйп, (лпдацег, 1973), когда пчелы строили необычные соты конической формьь И третий случай — зто недавний результат Томлинсина и др.
(Тошйпсш ег а1., 1981), показавших, что, поднеся конец сильного магнита к танцующей пчеле, можно значительно сократить среднюю продолжительность танца, т.е. уменьшить число виляющих пробегов. Таким образом, очень сильные магнитные поля, по-видимому, дезориентируют пчел, делают их «больными», и возможно, именно этим объясняются результаты Линдауэра. Однако два других факта свидетельствуют против гипотезы «недомогания», по крайней мере как объяснения результатов Линдауэра.
Первый из них заключается в том (Е|пбапег, 1976, 1977), что из 19 нормальных (без искусственного, магнитного поля) экспериментов с дрессировкой на время, 4 закончились неудачно, т.е. пчелы, казалось, не знали, когда лететь к кормушке. В те же дни, когда проводились эти 4 опыта, были зарегистрированы изменения геомагнитной активности и, быть может именно они сыграли роль в дезориентации пчел во времени. Еще одно доказательство было получено, когда «дрессированных» пчел перевезли вдоль меридиана из Германии в зону полярного круга.
При этом солнечное время было одним и тем же, характер суточных вариаций геомагнитного поля довольно сильно различался, и пчелы плохо соблюдали время кормления на новом месте ()лпдапег, 1977). Однако даже после этого косвенного доказательства все еще не удается выбрать, какая из гипотез — «недомогание» или «магнитный времязапатель» Линдауэра (или обе) — верна. Гипотезу «недомогания» можно было бы быстро проверить, если проследить за влиянием 10-кратно усиленного по сравнению с геомагнитным поля на ориентацию горизонтальных танцев. Напомним, что по данным Мартина и Линдауэра (Магии, Ешдапег, 1977) поле 4,5 Гс (примерно в 9 раз сильнее геомагнитного) увеличивает процент виляющих пробегов горизонтального танца, направленных вдоль основных сторон света (рис.
18.6). В соответствии с гипотезой «недомогания» небольшое усиление поля должно было бы приводить к нарушению ориентации. !8. Чувствительность медоносных нчел к магнитному ното 165 По мнению Гоулда (1980Ь), решающей проверкой гипотезы Лнндауэра была бы попытка заданным образом изменить субъективную продолжнтельность суток пчел, используя вместо естественных варнацнй геомагннтного поля искусственные с различным периодом. [Можно добиться стабильного цнркаднанного ритма, отличающегося от оптнмального 24-часового по крайней мере на 2 нлн 3 ч (см., например, Наяву, бойне!8ег, 1976)!. Если зто удастся, можно будет пойти дальше н попытаться точно выяснять, как пчелы используют отклонения поля (т.е. прямо нлн косвенно через собственные цнркаднанные ритмы), какие параметры поля измеряют (велнчнну нлн направление) н какова чувствнтельность пчел к изменениям этих параметров.
Резюмируя приведенные данные, легко представить себе адаптнвное значение использования пчелами временнбй информации, содержащейся в суточных ритмах магнитного поля. Однако пока единственное доказательство, что пчелы действительно используют эту ннформацню, допускает неоднозначную интерпретацию. К счастью, имея доступную сейчас сложную аппаратуру для создания искусственно изменяющихся магнитных полей, было бы нетрудно поставить ключевые эксперименты.
Кроме того, если пчелы действительно используют цнклнческне нзменення геомагннтного поля, мы могли бы воспользоваться испытанной н хорошо зарекомендовавшей себя методикой дрессировки на время для дальнейшего изучения механизмов ориентации во времени н детектнровання магнитного поля. 6.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
