Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Под ред. Дж. Киршвинка. Том 2 (1989) (1095848), страница 43
Текст из файла (страница 43)
Поэтому мы решили считать магнитными только те образцы, у которых наблюдались и высокое значение отношения сигнал/шум, и высокий уровень намагничивания. Чтобы выявить магнитный материал с потенциальной магниторецепторной функцией среди других минеральных отложений, мы пытались выделить ткань, имеющую следующие особенности: 1) наличие высокого остаточного магнитного момента 1или хорошее отношение сигнал/шум), сконцентрированное в небольшом 1по сравнению с другими тканями той же рыбы) объеме, на что указывае~ большая намагниченность; 2) сходство в анатомическом расположении этой ткани у разных особей; 3) сходство магнитных свойств большого числа частиц, в том числе их коэрцитивности, у разных особей и у представителей разных видов рыб. Наши первые исследования имели своей задачей определить, есть ли у желтоперого тунца магнитный материал, локализованный в определенном участке тела.
Для этого от трех рыб (длиной 40-50 см) брали образцы тканей и органов, в том числе кости скелета и черепа, кожу, органы чувств, внутренности и плавательные мышцы, пользуясь стеклянными микротомными ножами, и обрабатывали их в чистой, свободной от пыли и магнитоэкранированной комнате. Хотя последующему препарированию подвергалась преимущественно «магнитная» ткань, у каждой рыбы исследовались и образцы других тканей.
Образцы промывали в воде, подвергнутой дистилляцин в стеклянной посуде, замораживали в жидком азоте, помещали в сильное поле кобальт-самариевого магнита или в воздушный зазор импульсного соленоида и затем определяли 1КМ при помощи сквид-магннтометра. Методика изготовления и препарирования образцов ткани в лабораторных усло-. виях описана в других работах (К)гзсЬн)пй, 1983; гл. 5).
У шести исследованных образцов ие обнаружилось ни высокого отношения сигнал/шум, ни высокой интенсивное~и намагничивания 1табл, 20.1). У семи других образцов магнитные моменты были в 1О раз меньше фонового шума магнитометра. Однако благодаря своей малой массе эти образцы обладали высокой намагниченностью. У сердечной мышцы и у глаза магнитные моменты были высокими, а намагниченность — низкой. Дальнейшее препарирование глаза и повторные измерения показали, что моменты, характерные для образцов глаза, не связаны с хрусталиком, сетчаткой и зрительным нервом. Поскольку образцы всех этих тканей либо были явно немагнитными, либо магнитные свойства у них обнаруживались только по одному показателю или не у всех особей, кажется маловероятным, что они могли быть связаны с сенсорным органом.
Поэтому мы сосредоточили свое внимание на тех тканях, которые неизменно приобретали в магнитном поле большой магнитный момент. Высокие значения намагниченности прн всех измерениях у всех исследованных рыб были обнаружены только для решетчато-обоня- 198 Ч. /К Магниторе!/ел!/ил и магнитные минералы тельной кости (табл. 20.1). Диаграмма рассеяния, на которой предо~валена зависимость интенсивности намагничивания от величины сигнал/шум (по данным табл. 20.1), четко показывает, что решетчатая кость является наиболее «магнитной» среди исследованных образцов. Последующее препарирование этой кости и повторные измерения на материале от разных рыб позволили предположить, что магнитный материал содержится в ткани синуса, находяшегося внутри кости.
Таблица 20.1. Магнитные моменты„ отпошеняе сягнал/шум я яамагпячепность образцов тканей я органов жалтоперого тунца" Образец Сигнал/ шум Намагниченность В8О, пТл Средний маме»к +8О, пА м' " Оценкой варкабелькасти служка стандартное отклонение; цифры в акабках -члала абразпав, капал»зава»ныл ллл измерения магнитных моментов л пемкгппчаппаати (пкмагпкчеппасть определяли для образцов, взятых у одной ааабл; прочерк азлк»лат отсутствие лапках). Отпащелпа алгкал/щум расачптылалк путем деления среднего маме»а» насыщения па макаимальпый шум магд»там»тра (50 пА мь). Если рассмотреть лишь отношение сигнал/шум, то можно прийти к заключению, что у желтоперого тунца многие ткани являются «магнитными». Однако у большинства образцов намагниченность обнаруживалась лишь в отдельных случаях, и нередко сильная промывка или ультразвуковая очистка уменьшали 1йМ, приобретенную такими образцами.
Это указывает на возможное наличие загрязнений в образцах, где отмывка уменьшала магнитный момент; в других случаях можно было думать об аномальном отложении магнитного материала. Мы проверяли наличие магнитного материала и у других пелагическнх рыб, но при этом не исследовали ~кани, оказавшиеся у желтоперого тунца «немагнитными», а сосредоточили свое внимание на Печень Пнлорнческпй придаток Кишечник Красные мышцы Белые мышцы Мозг Жабра Кожа Пелуякулярпое сухожялне Лобная кость Грудной плавпяк Задпемозговой чехол Спинной плавник Сердечная мышца Глаз Решетчато-обонятельная кость !05,0+ 134,4 (2) 49 6 ~ 50 0 (3) 14,5 ~ 20,5 (2) 184,0 -1- 274,7 (3) 155,0 Х 211,2 (6) 36,4 + 50,3 (5) 95,0 ~ 143,4 (6) 41,7 -> 80,1 (6) 120,0 т 169,7 (2) 202,0 ~ 129,0 (6) 325,0+ 427,0 (2) 375,0 т 455,0 (6) 400,0 + 628,5 (5) 500,0 к 707,! (2) 1242,5 ~ 1052,6 (4) 1320,6 х 867,5 (15) 2,1 1,0 0,3 3,7 3,1 0,7 1,9 0,'8 2,4 4,0 6,5 7,5 8,0 10,0 24,9 26,4 1,8 3,5 4,8 3,5 5,7 * 5,3 (3) 7,5 20,6 35,7 41,4 103,6 ~ 86,9 (2) 62,5 4,5 !3,7 + !4,! (2) 127,0 + 86,7 (7) 20.
Маеииторедепдил у рыб 199 Таблица 20.2. 81ВМ некоторых тканей различных рыб" Число 81КМ паяя, нА.мз особей реязетчвто-обо- мышны нятельнвя кость Внд глаз 20 — 500 30 400 700-!200 60 50 — 73 260 — 3000 100 — 200 480 ! 500 1750 110-170 310-360 16 2 1 1 1 4 Тйнплиз а!Ьасагег Т. а!а!ипда Т. оЬезих Загс!а опепга!Ы Ясошбег зр.
Ма)га!га пздысапх Опсогйупсйиз ысйапуысйап Епдгаий!з тощих 100 — 2600 1700 5000 90 100-2300 235-2850 40 — 170 " Уровень фона мегннтометре ! Π— 50 пА мз. з' У чввычи обошпельнея розетке н мозг никогда дл» других тканей, особенно длл внутренних органов, неолнознвчяые результаты.
не обнвруииввлн намагниченности; у всех видов рыб были получены тканях, расположенных в области головы. Как и в случае тунца, эти исследования не позволили идентифицировать или охарактеризовать магнитный материал, но они дали нам возможность: 1) выявить ткани, обладающие магнитными свойствами у всех особей; 2) выявить ткани, намагниченность которых, вероятно, обусловлена наличием загрязнений; 3) найти участки, намагниченность которых, по-видимому, обусловлена аномальным отложением магнитного материала.
Все рыбы, относящиеся к отрядам Рекс!(огшез (сем. ЯсошЬпг(ае, 1зборЬопбае, СогурЬаепЫае), С!цре!!огшея (сем, Епягац1Ыае) и Ба1пюш!оппез (сем. Яа!пюшг)ае), имели магнитный материал, связанный с решетчатой костью или передней частью черепа (табл. 20.2). У девяти видов пелагических рыб величина $1йМ в решетчатой кости варьировала в пределах от 100 до 3000 пА м'. Эти значения в основном находились в пределах 100-1000 пА. мз, будучи наиболее устойчивыми у голубого марлина (Ма)са!га тдпсапз) и чавычи (ОпсогБупсйил мсйаи углсйа). При исследовании разных видов рыб мы имели дело главным образом с областью головы.
Голову нередко отрезали металлической пилой или ножом, которые легко могли загрязнить ткань около разреза (гл. 24). Если имелась возможность провести измерения на целой рыбе, магнитный момент час~о обнаруживали только в местах, соприкасающихся с внешней средой (табл. 20.2). Например, северных анчоусов (Епдгаи!!х тоге!ах) мы получали в целом виде из лаборатории в Ла Холья (Национальная служба морского рыболовства, Юго-западный рыболовецкий центр). Область жабр и кишечник у них часто приобре- 200 Ч. 1И Мпгнитореиепцил и магнитные минералы тали магнитный момент.
Интенсивная отмывка дистиллированной водой иногда приводила к утрате 51КМ, приобретаемой этими тканями. Образцы мышц, для которых контакт с внешней средой был исключен, не обладали магнитными свойствами ни у одного из исследованных анчоусов. Образцы мышц головы от экземпляров чавычи могли быть загрязнены при резке ножом, однако они не утратили магнитного момента и после очистки.
Поэтому магнитные моменты, приобретенные э~ими образцами, вероятно, могут быть обусловлены биохимическим отложением магнитного материала и следует провести несколько проб, чтобы охарактеризовать их. Уокер и др. (гл. 5) описывают эти пробы и обсуждают анализ ткани, загрязненной во время ее разрезания пилой. Ниже излагаются опыты, проведенные на ткани решетчатых костей нескольких видов рыб. 4. Характеристика магнитного материала Исследование процессов приобретения и утраты намагниченности образцами позволили нам экспериментально идентифицировать источник ЯКМ в решетчатых костях желтоперого тунца и сделать косвенные выводы об организации магнитных кристаллов. Предсказания, вытекающие нз гипотезы о магниторецепции с участием магнетита, состоят в том, что частицы способны перемещаться и что при компактной температуре и нулевом значении окружающего магнитного поля их ориентация будет случайной из-за теплового движения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
