Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Под ред. Дж. Киршвинка. Том 2 (1989) (1095848), страница 65
Текст из файла (страница 65)
Ж Магнитареиеииия и магнитные минералы магнитного поля, и ими можно объяснить, по крайней мере частично, вариации времени начала миграций. Немаловажный вклад в разрешение проблемы магниторецепцни и ориентации внесло выявление связи между выбросами китообразных на сушу и передвижениями нх в открытом океане, с одной стороны, и геомагнитными минимумами — с другой. Полученные данные позволяют предположить использование пелагическими китообразными для навигации магнитных ориентиров. Остается, однако, неизвестным, могут ли так же воспринимать магнитное поле и прибрежные виды китообразных; вероятно, эти животные больше полагаются на другие сенсорные системы, такие как эхолокация н зрение, более эффективные для обнаружения мелей у побережья.
Несмотря на обнадеживающие выводы, подобные результаты корреляционного анализа следует интерпретировать с большой осторожностью. Необходимо досконально исследовать альтернативные возможности объяснения приведенных выше явлений, такие как использование китообразными для навшации топографических особенностей и метеорологических условий. Не исключено также, что на передвижение китообразных влияют маршруты миграций рыб, использующих магнитные ориентиры. Существование корреляции между Ар-индексом и миграциями китов — пока предварительный результат, и его необходимо подтвердить.
Для этого надо провести анапа~ичный анализ и показать отсутствие корреляции между миграционным поведением и какими-либо другими факторами среды, как это было сделано при анализе выбросов. Следует также отметить, что на скорости миграций могут сказываться различия китообразных по возрасту и полу, а это в свою очередь могло бы вести к ложной корреляции с уровнем магнитного поля. В дальнейших исследованиях было бы полезно воспользоваться банком данных независимо от китобойного промысла.
Кроме того, при анализе следует пользоваться более подробными измерениями магнитного поля, т.е. ежедневными, а не недельными или месячными. 2.2. Лабораторные эксперименты Корреляционный анализ магнитных аномалий н выбрвсов китов на сушу сам по себе еще не устанавливает причинно-следственной связи. Он только позволяет предположить способность к восприятию магнитного поля, но не является строгим ее доказательством. Чтобы доказать эту способность, необходимы экспериментальные исследования. Такие исследования поведенческого ответа при предъявлении магнитного стимула были проведены на двух самках атлантической афалины Т, егилсаеик Обеим самкам, Акеакамаи и Феникс, было примерно по шесть лет, н ко времени исследований они находились в неволе четыре года.
Эти животные уже принимали участие в экспериментальных проектах по изучению познавательных способностей дельфинов. Они обитали в цементном бассейне, диаметром 50 метров, в Кевало Вэйсин (Лабора- 24. Магнитореиепиия у китообразных 283 торна морских млекопитающих Гавайского университета). В связи с задачей настоящих экспериментов важно отметить, что бассейн был укреплен железной решеткой, которая вносила некоторые искажения в окружающее магнитное поле. Первые эксперименты по изучению поведения были поставлены аналогично опытам Калмийна (Ка)ш1)п, 1978).
С помощью маленькой индукционной катушки он создавал локальное магнитное поле в бассейне. Было обнаружено, что леопардовые акулы (ТгеаИЬ зетфас)а1а) при попадании в зону наведенного поля поворачивают и плывут к центру бассейна. Аналогичные эксперименты, выполненные нами на афалинах, не дали таких эффектных результатов. Мы помещали индукционную катушку в разные места у стенок резервуара таким образом, чтобы она изменяла горизонтальную составляющую окружающего поля.
Нн в одном положении катушки не было отмечено явных поведенческих ответов, указывающих на восприятие магнитного поля. Затем мы провели серию экспериментов по выработке условного рефлекса. Во всех случаях через метровую катушку, подвешенную над бассейном, пропускали постоянный ток; катушка генерировала магнитное поле, складывающееся с вертикальной компонентой окружающего поля, величиной 0,37 Гс (3,7 10 ' Тл), При такой установке катушки дельфины попадали в зону с |.радиентамн поля, общая величина которого в максимуме была - 0,6 Гс. Мы испробовали несколько экспериментальных подходов н ни в одном не получили никаких указаний на восприятие магнитного поля.
Краткое описание четырех серий экспериментов состоит в следующем. 1) Методика альтернативного выбора: проплывая под индукционной катушкой, животное должно бьщо нажать на одну педаль в случае локальной магнитной аномалии (через катушку пропущен ток) или на другую, отличную по форме н расположению, когда локальная магнитная аномалия отсутствует. 2) Методика альтернативного выбора с акустическим сигналом. Эксперименты с~авили так же, как и в предыдущей серии, но магнитный стимул сочетали с акустическим сигналом или «окликом». Постепенно акустический сигнал уменьшали и оставался только магнитный стимул. Такой подход с использованием затухающего стимула базируется на методике межмодального переноса (Негшап, 1980). Показано, что, применяя эту методику, экспериментатор может преодолеть трудности при обучении животного какому-то действию, обусловленные модальностью сенсорной системы.
Суть методики состоит в сопряжении рецепторных систем с Лимитирующей и доминантной модальностями. Например, Тигиорз, несмотря на хорошую остроту зрения, с трудом справляются с задачами иа распознавание, если надо различать статические изображения. Такие же задачи, но с использованием акустического сш.нала, не представляют трудности для животных. Если подавать некоторый акустический сигнал одновременно с предъявлением изображения, а потом этот сигнал постепенно заглушать, то выполнение задач с визуальными стимулами значительно Ч. РК Магниторецепцил и магнитные минералы 284 облегчается.
Мы решили, что такая экспериментальная методика могла бы оказаться полезной при выявлении способности к магниторецепции. 3) Задача «действие)бездействие» с визуальным (световым) сигналом. В этой постановке в эксперименте использовали только одну педаль. Предполагалось, что животное будет нажимать на педаль при появлении локальной магнитной аномалии и воздержится от нажима в отсутствие наведенного поля. С магнитным стимулом сочетали световой; последний постепенно исключали. 4) Задача «действие)бездействие» с визуально-акусгпическим сигналом: та же методика, что и в 3), но предъявляемый стимул обеспечивал животное как визуальной, так и акустической (с помощью эхолокации) информацией. Под индукционную катушку помещали один из двух обручей, сделанных из полихлорвиниловой трубки.
При наличии локальной магнитной аномалии обруч был из трубки большего диаметра, а в отсутствие поля предъявляли обруч из более тонкой трубки. Разницу в диаметрах трубок постепенно нивелировали, пока толщина обоих обручей не становилась одинаковой, тогда в качестве единственного указателя на правильный ответ оставался только магнитный стимул. Мы испробовали множество модификаций описанных методик: варьировали величину локального поля, изменяли направление движения объекта (так, например, в некоторых экспериментах афалины двигались в бассейне вдоль оси «севе𠆻, а в других «восток †зап»), увеличивали перемещение объекта относительно катушки. В последнем случае увеличивали и общее расстояние при пересечении области локального поля, и скорость, но от дельфинов всегда требовали движения по прямой.
Когда результаты экспериментов не подтверждают рабочей гипотезы, но и не опровергают ее, как правило, прибегают к нулевой гипотезе', хотя и ее нельзя доказать. В нашем случае, однако, можно найти ряд веских доводов против поспешного заключения об отсутствии магниторецепции у китообразных. Для голубей, например, в экспериментах с наведенным полем получены веские аргументы в пользу существования у них способности к восприятию магнитного поля (Кеегоп, 1974; гл. 22), однако, в лабораторных условиях эксперименты по выработке условного рефлекса чрезвычайно редко подтверждают эту гипотезу (йей!е, 1968; Воокшап, 1978).
Оказалось, что немногие удачные эксперименты в этом направлении воспроизвести очень трудно. Когда результаты многочисленных опытов не подтверждают данные, полученные с помощью других подходов, неизбежно встает вопрос: верна ли методология? Одна из возможных причин неудач состоит в неадекватности стимула. Например, показано большое значение величины наводимого магнитного поля; она не должна выходить за рамки нормальных вариаций магнитного поля Земли (%1!гвсЫсо, 1978). Многие ' Гипотеза, обаясняющая результаты экспериментов случайным распределением событий; Прим. перев. 24, Магнитореценция у китообразных 285 эксперименты были проведены с соблюдением этого условия н тем не менее закончились неудачей. Букмен (Воойщап, 1978), которому удалось выработать условный рефлекс на магнитный стимул, предположил, что ключевым моментом здесь может быть свобода передвижений.
Он указал на то, что в экспериментах, выполненных ранее, объект был ограничен в своих перемещениях. И в рамках его собственных опытов частота правильного поведенческого ответа превышала случайное совпадение только в тех случаях, когда объект проявлял повышенную двигательную активность (итрепыхался»). Китон (Кеегоп, 1974) отметил, что наиболее неудачные исследования были проведены с использованием кратковременных импульсов, и предположил, что, по-виднмому, необходимо более длительное воздействие магнитного поля.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
