Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Под ред. Дж. Киршвинка. Том 2 (1989) (1095848), страница 72
Текст из файла (страница 72)
4, посвященном поискам магниторецепторов. 307 25, Магнигпорецепция у грызунов величина которых варьировала от менее чем 0,5 Гс (такне поля создавали с помощью катушек Гельмгольца в магнитоэкранированных камерах) до 9000 Гс (генерируемых обычно электромагнитами или постоянными магнитами), а время воздействия поля составляло от нескольких минут до нескольких лет. Эксперименты ставились на многих грызунах, главным образом на лабораторных мышах Миз гпцзси)из, лабораторных крысах яапиз ногеерГеиз и золотистых хомячках Мазоенее!из аигагих Описаны разнообразные физиологические и связанные с ними поведенческие эффекты, вызываемые сильными (400 — 9000 Гс) магнитными полями. Резюмируя, можно сказать, что обнаружено действие этих полей на центральную нервную систему, костный мозг, кору надпочечников, селезенку, печень, почки, кровь и мочу, а также неблагоприятное влияние на частоту зачатий, эмбриональное развитие, морфологию яичников.
Наряду с этим описано увеличение продолжительности жизни, общей активности и аппетита, снижение скорости старения, веса тела и агрессивности, более медленное заживление ран. Сильные магнитные поля, по-видимому, увеличивают частоту отторжения раковых трансплантатов у грызунов. Физиологические эффекты полей, близких к геомагнитному (около 0,5-1 мГс), включают гиперплазию тканей, ослабление ферментативной активности, уменьшение продолжительности жизни и плодовитости.
Слабые магнитные поля, по-видимому, вызывают и поведенческие изменения, например наклонность к лежачей позе лапами вверх и каннибализму. В целом эксперименты с очень сильными и очень слабыми магнитными полями указывают на то, что биологический эффект поля проявляется не сразу; видимо, нужно, чтобы животное в течение некоторого времени постоянно находилось в магнитном поле. Возможные механизмы влияния магнитных полей на физиологические процессы (напрнмер, на структуру, скорость диффузии или окисления некоторых молекул) рассмотрены в обзоре Вагпо11зу, 1969.
3. Магниторецепция Накоплено немало данных, указывающих на то, что помимо прямого влияния на физиологические процессы магнитные поля действительно могут восприниматься грызунами. Такого рода способность к магниторецепции означает прямое или косвенное влияние магнитного поля на центральную нервную систему животного. Данные о магннторецепцин у грызунов получены в результате исследований, где изучались общеповеленческие ответы на магнитное поле и специфические реакции, связанные с извлечением информации компасного характера. 3.1. Чувствительность к магнитным полям При исследовании реакций на магнитные поля, не обязательно использующих информацию о направлении, обычно остается неясным меха- 308 Ч.
1К МагиитаргцЕНяия и МагНитНЫЕ МиНЕраЛЫ низм влияния магнитного поля на поведение животного. Например, активность монгольских песчанок (Мее1онез анди)си1ашз) в качающейся клетке, по-видимому, коррелирует с изменением горизонтальной составляющей геомагнитного поля (Яш1г, 1971, 1972). Эта корреляция может быть связана с тем, что животное воспринимает магнитное поле н в соответствии с этим изменяет уровень своей активности; однако не исключено, что этот эффект связан с влиянием окружающего поля на какие-то физиологические процессы, например на работоспособность мышечной системы.
Эксперименты, в которых животное может само выбирать обстановку с сильным нли слабым магнитным полем, более четко свидетельствуют о наличии магниторецепторных способностей, Например, при исследовании влияния постоянного магнитного поля 1100 Гс на общую активность н потребление пищи и воды годовалых швейцарских мышей-самок помещали на 22 ч в защищенную от света Т-образную камеру, у одного конца которой находился постоянный магнит, а у другого — «ложный магнитв.
Мыши в условиях свободного поведения обнаруживали тенденцию к повышенной активности н повышенному потреблению пищи и воды, когда находились в сильном магнитном поле, но больше времени проводили в области слабого поля (Князе!, Небе)сх, 1969). Сходные данные о предпочтении слабых магнитных полей были недавно получены мною в предварительных опытах на европейских лесных мышах, Аройетил зу)оайеил (Ма1)зег, неопубликованные данные). Это исследование проводилось в лабораторных условиях на животных, выращенных в лаборатории. Методика была довольно простой.
Использовалась камера из оргстекла в форме креста (рис. 25,1); в каждом из ее боковых отсеков находилось колесо для бега, к которому были прикреплены два механических счетчика: один для регистрация числа оборотов по часовой стрелке, другой в противоположном направлении. Снаружи под каждым из трех колес помещали латунный брусок, а под четвертым колесом-магнитный (индукция магнитного поля около полюса 130 Гс). Длинные оси брусков н боковых отсеков камеры совпадали, и северный полюс магнита всегда был направлен от центра камеры. Все бруски были завернуты в полиэтиленовую пленку, чтобы исключить возможные различия в запахе. Таким образом, животное, бегающее в колесе над латунным бруском, находилось в условиях нормального магнитного поля, т.
е, 0,5 Гс, а в колесе над магнитным бруском оказывалось в более сильном магнитном поле порядка 14 Гс (таково было поле на расстоянии 3 см от центра магнита). Все устройство помешали внутри непрозрачного пластмассового экрана и закрывали его сверху, чтобы исключить или ограничить влияние зрительных н обонятельных ориентиров. Прн переносе животного в экспериментальное помещениемы старались лишить его возможности ориентироваться по дороге, чтобы уменьшить вероятность влияния тенденции к хомннгу на двигательную активность.
Каждую мышь переносили в алюминиевом контейнере, покрытом черной полиэтиленовой пленкой, причем контейнер несли довольно слож- 25. Магниторег(епцил у грызунов 309 н дверца нлн(пп пзсен) Беличье (пп одно нпмдем Рнс. 25.1. Ориентапионная клетка, используемая в опытах с перемещением грызунов. Устройство состоит из камеры в форме креста с прозрачными стенками н крышей, изготовленными нз оргстекла, а также с непрозрачным полом. В каждом из четырех боковых отсеков имеется беличье колесо диаметром 13 см, в котором животное может бегать и которое отчасти служит ему укрытием. В концах отсеков нахолятся дверцы, сделанные из прозрачного материала (в опытах по магнитной ориентации) или из алюминиевой сетки (в опытах по другим видам ориентации).
Направление боковых отсеков совпадало с направлениями на геомагнитные север, юг, запад, восток. Животное входило в клетку через отверстие в центре крыши. В круглосуточных опытах в центре клетки находилась круглая коробка, гнездо с материалом лля устройства ночлега и пищей, прямо над шезлом находилась бутылка с водой; пол был покрыт опилками. Все запасы обновлялись перед каждым опытом. (Маг)зег, Ва)гег, 1980.) ным путем, преодолевая расстояние в 50 м и четыре лестничных марша; таким образом, животные не могли получить достаточной информации о направлении во время этого «путешествия».
Кроме того, в начале и конце рейса контейнер с животным трижды поворачивали на 360'. Как только мышь оказывалась внутри экспериментального экрана, ей позволяли войти в крестообразную камеру, где она оставалась в течение 15 ч. На следующее утро снимали показания счетчиков, определяя число оборотов колеса в каждом из отсеков в том и другом направлении. Ориентация камеры в ходе исследования не менялась, но магнитный брусок перемещали в направлении часовой стрелки к соседнему отсеку перед каждым опытом на новом животном. При этом учитывались следующие факторы: расположение клетки, в которой обычно находится животное, и некоторые особенности помещения; возможное существова- Ч.
1К Магниторецепцил и магнитные минералы 310 Направление отсеин с усиленным магнитным полем колесо нал магнитом -90 +90 2 1,797 н=|,тп* 2" 0,956 н=1,519 Рис. 25.2. Влияние сильного магнитного поля иа двигательную активность лесных мышей в беличьем колесе. Каждое животное помещали в крестообразную камеру, и оно могло бегать в колесе, расположенном в том нли ином отсеке. Опыты проведены на 9 мышах (4 самца, 5 самок), на каждой поставлен один опыт; опыты на животных разно~о пола чередовались друг с другом. Одна самка не бегала в колесе. А. Влияние магнитного бруска, расположенного под одним из боковых отсеков, на выбор колеса жнвозным, Каждая точка — средний угол ориентации вектора двигательной активности в колесе, вычисленный для данной особи исходя из общего числа оборотов колеса а каждом отсеке (углы измерялись относительно отдела с усиленным магнитным полем).
Б. Влияние магнитного бруска на предпочитаемую ориеитицию двигательной активности в колесе. Каждан точка †средн угол ориентации двигательной активности в колесе„ вычисленный для данной особи исходя из общего числа оборотов в каждом из четырех главных компасных направлений, в каком бы отлеле ни находилось колесо (углы измерялись относительно отдела с более сильным полем). Стрелки— групповые средние векторы 2-го порядка. Для опенки неоднородности распределения использовался х-критерий Рзлея, а для онределеиия значимости комионенты в данном направлении- г'-критерий, статистика и. Весь статистический анализ проводился в соответствии с работой Вагсйе1ег, 1981. ние предпочитаемого компасного направления; возможное влияние запаха предыдущего участника опыта; небольшие различия в отдельных боковых отсеках или расположенных в ннх колесах. Для каждого животного определяли общее число оборотов каждого колеса и таким путем устанавливали «ранг» колеса.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
