Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Под ред. Дж. Киршвинка. Том 2 (1989) (1095848), страница 67
Текст из файла (страница 67)
289 24. Магнитореиеииин у китообразных томическую работу проводили на заранее замороженных головах животных. Все измерения намагниченности выполнены на сверхпроводящем квантовом интерференционном магнитометре (Оогее, Гп!!ег, 1976). Структура черепа и мозга китообразных уникальна; она чрезвычайно сильно отличается от соответствующей структуры других млекопитающих (Могйапе, ЗасоЬз, 1972). Поэтому дать схему расположения мозга китообразных относительно осей симметрии, как это обычно делают, оказалось непросто. На рис. 24.1 представлено стилизованное изображение мозга китообразных в разных ориентациях с интактной бага шагег. Опущены обонятельные луковицы, имеющиеся у усатых, но отсутствующие у зубатых китов. Рига ша1ег-это толстая неэластичная оболочка мозга, состоящая из двух слоев: внутреннего, менингиального, н внешнего, периостельного (М!11еп, %о!!апь 1962).
Мы рассматриваем всю оболочку как единое целое. Оболочка имеет два выроста: (а!х сегеЬп (серп большого мозга) и сеп1опшп сегеЬе11! (намет мозжечка). Формально это происходящие из менингиального слоя ткани, которые разделяют полушария головного мозга и отделяют их от мозжечка соответственно. Мы не очень строго пользуемся указанными терминами, обозначая ими область шириной 0,5 см, прилегающую к выростам оболочки (рис.
24.1). Твердая мозговая оболочка обильно иннервнрована и васкуляризована. 3.1. Делъфин-белобочка (1). Ие1рЬ1у) Первое сообщение об обнаружении магнетита у китообразных и, по-видимому вообще у млекопитающих относится к дельфину-белобочке. Гз. Ие)рй!з (е.оейег ег а1., 1981). С помощью пилы Страйкера для аутопсии мы делали срезы головы параллельно сначала плоскости венечного шва, а затем сагиттальной плоскости. Для анализов удовлетворительным образом было отпрепарировано четыре дельфина. Во всех образцах тканей была обнаружена естественная остаточная намагниченность ()к(МК), однако особенно большой магнитный момент зарегистрировали в дага ша1ег возле места соединения 1а1х сегеЪп' и !епгопшп сегеЬе!18 Магнитный момент тканей этой зоны составлял приблизительно 2 10 ' Гс см' или 2 1О ' А м' (1 Гс см' = 10 ' А мз).
Характер намагничивания и размагничивания после насыщения образцов указывает на магнитную мягкость материала, т.е. многодоменность. Материал практически полностью размагничивается при напряженностях поля порядка 10 ' Э (1 Э 80 А/м). Из одного дельфина была выделена частица, подвергнутая в дальнейшем анализу. Оказалось, что она состоит преимущественно из железа без заметных следов никеля или хрома. Низкотемпературный тест на магнетит (КоЬауазЫ, Гп11ег, 1968) показал, что исследуемый материал представляет собой многодоменный магнетит.
С помощью сканирующей электронной микроскопии вокруг магнитных частиц были обнаружены многочисленные волокна, которые, по мнению ав~оров, 290 Ч. 1И Магнитореценцил и магнитные минералы являются нервами. Это маловероятно, потому что при получении образца ткани сильно разрушались. Многодоменный магнетит не обнаружен в головном мозгу других организмов, например рыб (гл. 20), черепах (гл. 21) и голубей (%а!со!1 ег а!., 1979).
Некоторые авторы считают такие частицы индикатором загрязнений (гл. 5). Однако частица, о которой шла речь, была глубоко погружена в ткань. Более того, отсутствие хрома и никеля свидетельствует против ее экзогенного происхождения — от пилы Страйкера или скальпеля из нержавеющей стали, примененных при анатомировании.
Тем не менее, чтобы хотя бы отчасти разрешить проблему потенциального загрязнения, впоследствии металлическими инструментами старались не пользоваться. 3.2. Кювьеров клюворыл (У. Сап!Гоугг!5) Таблица 24.1. Распределение 81КМ в твердой мозговой оболочке 2!рй!из сашгом- ги (. 1О з Гс - емз) зз з! Слева Ссрсвввз Серам НИЗ! Передняя вентрвцьная область (орбитальные доли) Передняя область (орбитальные доли) !9.!О 0,9! НИ 14,00 3,!2 0,57 0,95 Дорсвльнвв область (теменвые, звтылочные, височные доли) Задняя область (мозжечок) Задняя вентрвльнав область (средний мозг) НИ 3,72 18,40 12,6 НИ 1,25 43,70 4,29 "Уровень шума 0,48 — 1,0 Ю "Гс см'. з' Образец затылочной кости имеет ЯКМ = 9,01 10 * Гс смз. з' НИ-цс взмсрзлн. Анатомирование Ър)з(из проводили на открытом воздухе в Национальной лаборатории морских рыб, Гонолулу, Гавайи.
Ворвань, мышцы и другие ткани, покрывающие череп, снимали стальными ножами, а чтобы получить доступ в черепную коробку, пилой Страйкера удаляли часть затылочной кости. Мозговую оболочку отделяли пластиковыми и стекляннымн ножами. Других тканей для анализа не брали. Мозговую оболочку промывали в водопроводной воде и хранили в этаноле. Перед анализом ткани промывали дистиллированной водой. Для регистрации изотермической остаточной намагниченности насьпцения (Б!КМ) сначала отделяли большие фрагменты оболочки, а затем фрагменты поменьше, чтобы точнее локализовать магнитный материал. Значительный магнитный момент был обнаружен в узкой полоске из передней части (а1х сегеЬг! (табл. 24.1).
В дорсальном направлении магнитный момент 24. Магнитореценция у китообразных 291 постепенно убывает. Основной магнитной зоной является полоса длиной 2 — 3 см в передне-вентральной части (а!х сегеЬп', обладающая магнитным моментом 2,91 10 з Гс смз. Ббльшая часть латеральной и дорсальной областей мозговой оболочки, покрываюших кору головного мозга, не обладает способностью к намагничиванию. В оставшейся исти оболочки, покрываюшей заднюю и вентральную области мозга, включая мозжечок, задний мозг н средний мозг, обнаружена 8!ВМ, аналогичная намагниченности передней части (а!х сегеЪп'. Один срез (сухой вес 0,2г) обладал магнитным моментом 1,84 1О ' Гс.смз или в расчете на единицу массы 9,2. 1О ' (Гс смз)/г илн А м",кг (1 Гс смз/г = А мз!кг). Маленький кусочек затылочной кости из области средней линии имел магнитный момент 9,01 !О 'Гс смз.
При сравнении кривых размагничивания тканей, намагниченных до насыщения, видно, что для разных участков мозговой оболочки, а также отдельных фрагментов затылочной кости они различаются, т.е. эти участки н фрагменты обладают разной коэрцитнвной силой (табл. 24.5). Коэрцитивная сила передней полоски много больше, чем областей задней части. При размагничивании в переменном поле среднее значение размагничиваюшего поля для передней области оболочки находится в диапазоне 200-275Э, тогда как для задней области оболочки и затылочной кости это значение составляет 100-125Э.
Полученные результаты были скорректированы с учетом явных загрязнений; на одной крупной частице магнетита, обнаруженной до промывания, были найдены прикрепленные диатомеи. Хотя впоследствии при промывании все крупные часзицы, очевидно, были ликвидированы, тем не менее загрязнения все еще остаются причиной для беспокойства. Загрязнения могут попадать в препараты различными путями, например спотоком воздуха при анатомировании вне лаборатории или с наружной поверхности кита. Кроме того, еще одним потенциальным источником загрязнений является пила, применяемая для удаления части затылочной кости.
Все же имеется ряд соображений, которые позволяю~ допустить, что наши данные, несмотря на все сложности, адекватно отражают реальное состояние дел. Во-первых, фрагменты кости, вырезанные пилой, относительно малы. Во-вторых, попадание частиц, источником которых является пила, исключено для большинства областей мозговой оболочки, обладающих значительной намагниченностью, кроме зоны над дорсальной поверхностью мозжечка.
И, в-третьих, зоны с различной намагниченностью и коэрцитивной силой располагаются сходным образом у китообразных и других позвоночных, например рыб (гл. 20), черепах (гл. 21) и голубей (%а!со!! е! а!., 1979). Более точные данные можно получить с помощью других методов, таких как микро- зондирование посредством дифракции рентгеновских лучей. 292 Ч. 1К Магнитарецепцил и магтзитнные минералы 3.3. Горбатый кит (М. попаеапдйае) Таблица 24.2. Распределение ХМК в твердой мозговой оболочке Медаруета носаеа~д(1ае (.1О е Гс см')о Слева Середина Справа Передняя веитрвльнав область (орбитальные доли) Передняя область (орбитальные доли) 0,53 0,76зз 1,93 2,! Зз' 1,79 Дорсвльивв область (темеиные, звтылочные, височные лали) Задняя область (мозжечок) Задняя веитральвая область (средний мозг) Все остальные зоны облапали слабой равномерно распределенной остаточ- ной намагниченностью в диапазоне 0,15 — 0,48 " Уровень шума выетев из резувьтетов измерение. " $1КМ = 3,3.
10 з Гс смз. з' ЯКМ = 2,6.10 ' Гс смз особях других китообразных, но аналогично данным, полученным на ювенильной особи Р)тасаелаЫеу, которые обсуждаются ниже, в задней части оболочки мозга М. нараеаидйае нс обнаружено значительной намагниченности (81КМ = 1,0.10 ' Гс смз)г), хотя образцов было отобрано довольно много. Кроме того, в отличие от других исследованных видов у горбатого кита коэрцитивная сила передних зон твердой мозговой оболочки оказалась небольшой: значение среднего размагничивающсго поля лежит между 100 и !50 Э.
Однако есть указания на сильные эффекты взаимодействия. Намагничивание одного образца из передней части моз~овой оболочки давало срсднсс значение индуцирующсго поля 700 Э; после насыщения размагничивание в переменном поле дает значение сродного размагничивающсго поля 150 Э. Рсзультирующая остаточная коэрцитивная сила была 325 Э. Показано (СЬ зозвз)е(, 1981), что взаимодсйствис плотно упакованных однодоменных Молодую самку кита примерно двухмесячного возраста анатомировали на открытом воздухе, там жс, где и лир(т(их.
Методика была точно такая жс, за исключением того, что ткани сохраняли в забуфсрснном форма- лине. Во всех фрагментах твердой оболочки мозга, на которых проводили измерения, была обнаружена заметная остаточная намагниченность (табл. 24.2).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
