Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Под ред. Дж. Киршвинка. Том 2 (1989) (1095848), страница 70
Текст из файла (страница 70)
Трудности, возникающие при попытках продемонстрировать магниторецепцию китообразных и животных других таксонов, например способных к хомингу голубей (Кеегоп, 1974), наводят на мысль о необходимости многофакторного подхода. В идеале эксперименты по влиянию магнитного поля на хоминг должны выполняться аналогично экспериментам с возвращающимися домой голубями, к головам которых были прикреплены катушки Гельмгольца ('1ч'а1согц Огееп, 1974). К сожалению, стоимость работ с китообразными в открытой акватории накладывает жесткие ограничения на эксперименты с ними.
Весьма перспективным представляется дальнейший поиск корреляции между выбросами на сушу пелагических китообразных и зонами минимального магнитного поля. На эту корреляцию могут пролить свет данные по другим географическим зонам, а также более тщательный количественный анализ.
Тем не менее, как отмечено в работах нашей и других групп (Кйпоэгака, в печати), при выявлении этой связи возникает ряд проблем: 1) многофакторная природа выбросов; 2) ошибки в сообщениях и при хранении записей; 3) различия при работе с данными, относящимися к разным географическим зонам и к разному времени. Все это ведет к путанице в данных. В будущем мы рассчитываем проанализировать большой объем данных и сконцентрируем наши усилия на тех видах, которым свойственно максимальное число выбросов, например на обыкновенной гринде ИоЬ~серла1а. Большой объем информации в сочетании с элиминапией межвидовых расхождений будет способствовать повышению достоверности результатов. Необходимо разработать методики экспериментов как для установления причинно-следственной связи между геомагнитной обстановкой и выбросами китообразных, так и для выявления способности китообразных к магниторецепции.
Если эта способность существует, то требуется еще определить адекватные характеристики наводимого поля. Например, следует выяснить, могут лн китообразные ошущать разницу в величине магнитного поля, его склонении или наклонении? Предстоит также установить существенные параметры эксперимента: вид животного, его подвижность по ходу опыта, продолжительность экспозиции в магнитном поле. Конечно, в будущем мы должны продемонстрировать способность к магниторецепции в лабораторных условиях.
В дальнейшей работе необходимо учесть предложенные выше модификации методик, которые должны облегчить обнаружение магниторецепции, если таковая существует. Хотя совершенно очевидно, что исследования поведенческих реакций необходимо продолжать, есть ряд веских доводов в пользу акцентирования внимания на анатомических исследованиях. 1) Эксперименты по выработке условных рефлексов не дали положительных результатов. Трудности, возникающие с выработкой 24. Магнитореиениия у китообразных 301 условных рефлексов на магнитное поле у животных других таксонов, например голубей (Воо1сшап, 1978), указывают на то, что мы вряд ли можем рассчитывать на быстрый успех в этой области. 2) Результативность других, не связанных с выработкой условных рефлексов, лабораторных опытов на различных организмах зависит, по крайней мере частично, от стереотипов поведения.
Например, чтобы показать смену ориентации в полете в ответ на изменение магнитного поля в клетках, использовали миграционный инстинкт птиц (%1!заело, 1978). Такие четкие поведенческие стереотипы не обнаружены у некрупных китообразных, доступных для лабораторных экспериментов.
3) Выявление корреляции между естественным поведением китообразных и геомагнитной обстановкой, по-видимому, будет по-прежнему осложняться проблемой значительного информационного шума. 4) Работы с дельфинами в открытой акватории исключительно дорогостоящи, и, следовательно, трудно добиться ассигнований для их проведения. 5) Успех работ по магниторецепции у крупных китов маловероятен. 6) Данные о корреляции анатомических и физиологических особенностей с магниторецепцией на других, более доступных для лабораторных исследований животных, например тунцах, голубях или грызунах, помогут выявить аналогичные структуры и нервные процессы на китообразных.
Если будет доказано, что восприятие магнитного поля китообразными аналогично восприятию животными других таксонов, это положение может лечь в основу гипотетической модели магниторедепции китообразных. Еще одна причина для продолжения анатомических исследований состоит в том, что они могут привести к вьпзвлению альтернативных функдий магнитного материала в биологических тканях. Основываясь на выполненных ранее исследованиях других животных, не китообразных (К(гзсЬзлпй, Ооп14, 1981), а также на собственных работах по экологии китообразных, первоначально мы предположили, что магнетит участвует в процессе восприятия магнитного поля, необходимого для ориентации и навигации.
Однако есть немало других вероятных причин наличия магнетита в организме. Обнаружение магнитного материала в самых разных тканях: мышцах, ворвани и костях, помимо тканей мозговой оболочки и мозга, вносит путаницу в интерпретацию данных. Одно из возможных объяснений состоит в том, что магнитный материал является естественным, природным загрязнением (в противоположность загрязнениям, вносимым при препарировании и анализах). Гэскин (Оаз(пп, 1982) обнаружил большое разнообразие тяжелых металлов в тканях китообразных. Некоторые из них, разумеется, вовлечены в метаболические процессы, например железо гемоглобина.
Другие металлы, например ртуть, являются ядами, поступающими извне, Не исключено, что по крайней мере часть магнитного материала — это продукт патологических процессов, протекающих в тканях китообразных. Магнетит может способствовать сохранению жесткости структур. Известно, например, что он повышает твердость зубцов хитонов (КзгзсЬ- г(пЬ, (.озеепзгаш, 1979). Мозговая оболочка взрослых китообразных в Ч. ГК Магнитореценцин и магнитные минералы 302 различных областях заметно окостеневает. Если это избирательное уплотнение необходимо для обеспечения жесткости мозговой оболочки, магнетит мог бы вносить вклад в этот процесс.
В работе Копли (Соп!еу, 1969) перечислены разнообразные слабые магнитные эффекты в биологических системах, включая ускорение роста парамеций, изменение двигательной активности воробьев, уменьшение ферментативной активности, бесплодие, снижение продолжительности жизни и гиперфагию у мышей. Известно о влиянии магнитных полей на циркадианные ритмы (Вгопсп, 1964; Вгосчп е1 а!., 1970). Совершенно очевидно, что потенциальные функции магнитного материала в биологических системах существенно шире, чем это входит в компетенцию настояшего исследования.
Исчерпывающее понимание функций магнитного материала у китообразных требует значительно более развернутых работ. Благодарности. Эта работа частично была обеспечена ассигнованием Национального научного фонда (ВБЕГЯ-8109653) и Морского гранта (ХА 79АА-Г)-00085) Луи М. Герману. Линда Джонс (Национальная лаборатория морских млекопитающих, Сиэтл, Вашингтон) и Билл Джилмартин (Национальная служба морского рыболовства, Гонолулу, Гавайи) предоставили образцы и обеспечили условия для препарирования. Сэм Риджуэй и Пит Шредер (Военно-морской центр океанских систем) помогли при анатомировании горбатого кита.
Условия для проведения исследований поведения были обеспечены в Лаборатории морских млекопитающих в Кевало Бэйсин (Гавайский университет). Авторы признательны Эндрю Э. Дайзону и Джозефу Л. Киршвипку за потраченное ими время и передачу ценного опыта при проведении многих этапов настояшего исследования. Луи М. Герман внес ряд полезных предложений по поводу лабораторных экспериментов.
Исследования поведенческих реакций были проведены с неоценимой помощью студентов Гавайского университета, в число которых входили Терри Арион, Сэйворд Эйри, Каролин Борден, Паула Борден, Дебби Чинг, Боб Киснерос, Элли Форрест, Барбара Нэй, Джейн Осуми, Кэти Собон; Эми Сузуки и Джейсон Йошид. Брук Дж. Бейс сделал рисунок. Джейн Руш, Барбара Кьюлджис и К.
Скотт Бэйкер помогали при составлении обзора литературы и подготовке рукописи. Мишель Уокер рецензировал рукопись. Мы хотим поблагодарить всех перечисленных за сочувствие и поддержку нашей работы. Литература Ва)сег С.Я., Негтап Г..М. (1981). М!8га1!оп апд !оса! споуетепс оГ Ьшпрьас!с соЬа!ез (Медар!ега нооаеаад!Гае) гдгопйЬ Нааайап соа1ега Сап. !. Ъю!., 59, 460-469.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
