Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Под ред. Дж. Киршвинка. Том 2 (1989) (1095848), страница 74
Текст из файла (страница 74)
Каждого хомячка подвергали испытанию на круговой арене, в центре которой находилась кормушка с пищей, а снаружи крепился гнездовой ящик, к которому можно было пройти через одну из 12 дверок, расположенных симметрично по периферии арены. Даже после пассивного переноса к кормушке и в отсутствие зрительных, слуховых и обонятельных сигналов (а также при вращении всей арены) большинство животных все же могло ориентироваться в привычном для них компасном направлении гнезда. Более того, если их испытывали на незнакомой арене, они выбирали направление, совпадающее с направлением к гнезду в обычных условиях.
Автор полагает, что животные ориентировались по 25. Магниторецепция у грызунов 315 некоему компасу, природу которого еще предстоит выяснить,— возможно, по геомагннтному полю. Некоторые полевые исследования тоже, по-вндимому, свидетельствуют в пользу гипотезы о магнитном компасе. Опыты с перемещением в случае нескольких видов диких грызунов (в основном лесной мыши и желтогорлой мыши) и землеройки, в которых использовали ориентационные клетки в виде кругового лабиринта, показали наличие хоминговой ориентации у животных, перенесенных на расстояние 2 — 3,7 км, несмотря на ограничение зрительной и обонятельной информации ((лппеп!апЬ, 1955, 19б0; Вове!„1960).
Сходным образом в опытах с перемещением лесных мышей и землероек (Ма1Ьег, Вакег, 1980) животные, испытанные до того, как они могли видеть окружающую обстановку, все же обнаруживали признаки ориентирования в направлении своей норы (Ма1Ьег, !981а). Первое четкое указание на способность грызунов извлекать компасную информацию из магнитного поля было получено в недавних полевых исследованиях на европейской лесной мыши (Ма!Ьег, Вайег, 198!). В них была сделана попытка изменять контролируемым образом дирекциональные сигналы, доступные животному как во время перемещения, так и в месте его выпуска.
В связи с этим применялись два вида клеток: транспортная клетка (рис. 25.4), позволявшая изменять магнитную, зрительную и обонятельную информацию во время переноса, и ориентационная клетка (рис. 25.1), снабженная непрозрачным экраном, дававшим возможность манипулировать зрительными и обонятельными сигналами в месте испытания. Устройство этого экрана было таково, что мышь могла видеть небо только прямо у себя над головой. Были проведены две серии опытов, включавшие три тестовые ситуации. В первой серии были две ситуации-контрольная и опытная, и в обоих случаях в месте испытания использовался непрозрачный экран.
Контрольная ситуация: нормальное геомагнитное поле, а также ограничение зрительных и обонятельных сигналов во время перемещения животного н сохранение тех же условий в месте испытания. Опытная ситуация: инверсия (обращение) горизонтальной компоненты геомагнитного поля н ограничение зрительных и обонятельных сигналов во время перемещения и в месте испытания. Опытная и контрольная ситуация чередовались„повторяясь по два раза подряд каждая.
Во второй серии, которую проводили после завершения первой, была единственная тестовая ситуация, причем экрана в месте испытания не было. В этом случае производилась инверсия горизонтальной компоненты геомагнитного поля и ограничивалась зрительная и обонятельная информация во время пути, а в месте испытания животное находилось в нормальном геомагнитном поле и имело относительно свободный доступ к зрительным и обонятельным сигналам. Между отдельными пробами в этой серии ориентационную клетку поворачивали нв 90'. Мышь вынимали из ловушки и давали ей войти в полупрозрачный туннель, диаметр которого можно было менять в соответствии с Ч.
1И Магнитореяепяил и ттагнитиые минералы 316 вата Паном мыши овин я а неровне истираиа нарты понтея Женоьаи аая трунин Север зси Рис. 25.4. Транспортная клетка, в которой осуществлялся контроль информации о направлении во время перемещения грызунов,— пластмассовый контейнер, который можно бьшо герметическя закрыть и полностью затемнить. Внутри контейнера находились две катушки (каждая из 100 витков изолированной медной проволоки 20-го калибра), соединенные последовательно с источником питания (9-вольтовая батарея). В этой цепи с сопротивлением 82 Ом протекал ток б5 мА, создававший между катушками магнитное поле 0,37 Гс.
Если зто поле было направлено противоположно горизонтальной составляющей магнитного поля Земли, равной О,!7 Гс, то результирующее поле 0,20 Гс имело горизонтальную составляющую, противоположную по направлению той же составляющей геомагнитного поля. Таким образом, если переносная клетка была ориентирована в направлении север- юг, горизонтальнаа составляющая поля внутри клетки могла быть повернута на 180', так что стрелка компаса, показывавшая на север, начинала указывать на юг. Иными словами, при включении этой системы внутри клетки создавалось поле, почти зеркальное по отношению к локальному геомагнитному полю, с горизонтальной составляющей (Н) 0,20 Гс, вертикальной (У) 0,49 Гс, общей величиной (и") 0,52 Гс и магнитным наклонением (1) — б8'. При выключенных катушках внутри клетки было нормальное геомагнитное поле, присущее данной широте (52'); Н = 0,17 Гс; 2 = 0,45 Гс; и" = 0,48 Гс; 1 = б9'.
(Матйег, Ва1сег, 1981.) размерами животного. Туннель слегка ограничивал движения животного, так что во время перемещения оио должно было располагаться головой вперед и находиться в середине туннеля между боковыми катушками (рис. 25.4). Туннель с животным помещали внутрь транспортной клетки, недоступной для наружного воздуха благодаря герметичной крышке и защищенной от света черной полиэтиленовой пленкой. В зависимости от выбранной тестовой ситуации электромагнитные катушки могли быть соединены с источником питания; с этого момента транспортная клетка была ориентирована по направлению север-юг. После двухминутного периода адаптации животного клетку переносили на 40 м точно на север; в месте испытания находилась 25. Магнитореиеняия у грызунов 317 ориентационная клетка, четыре боковых отсека которой были ориентированы по странам света.
В месте испытания катушки могли быть выключены; при этом принимались специальные меры для того, чтобы мышь не могла определить положение солнца на небе в тот период, когда действовало искусственное магнитное поле. Животное находилось в транспортной клетке около 4 мин; затем туннель вместе с животным переносили в ориентационную клетку. В ней исследование тоже продолжалось 4 мин и при этом регистрировалось время„ проведенное животным в каждом из четырех боковых отсеков (наблюдение велось через небольшие дырочки в экране); место, где животное было поймано, опять-таки рассматривалось как цель.
Результаты первой серии опытов (рис. 25.5) показывают четкую дихотомию предпочитаемого направления у контрольной и у экспериментальной групп животных, причем различие между средними углами составляет 117' и статистически значимо (критерий Уотсона, (7'„яв = = 0,402, Р<0,001). Будучи перенесены в незнакомое место при нормальном геомагнитном поле и ограничении зрительных и обонятельных сигналов, мыши были способны ориентироваться в направлении своей норы (места поимки), хотя в месте испытания они по-прежнему были лишены зрительной и обонятельной информации. Когда, однако, мышей подвергали той же процедуре перемещения и испытания, за исключением инверсии (на 180') геомагнитного поля во время их нахождения в транспортной клетке, средний вектор ориентации животных относительно места их поимки оказался смещенным на 131'.
Ориентация этих экспериментальных животных имела неслучайную компоненту в направлении, противоположном расположению ловушки (Ч-критерий), хотя это направление и не полностью находилось внутри 95'гв-ного доверительного интервала (см. Апевпапз!еу, ЕагЫп, !981). Наличие неслучайной компоненты в направлении, противоположном среднему углу ориентации контрольных животных, здесь не очевидно (Ч-критерий, и = 1,298, Р>0,05). Неоднородность в ориентации экспериментальных животных наводит на мысль, что искусственно инвертированное во время перемещения магнитное поле не просто нарушает способность животного ориентироваться, а скорее вызывает сдвиг в оценке животным направления на свою нору.
Это, вероятно, обусловлено ошибочным определением истинного направления перемещения, хотя возможно и другое (менее вероятное) объяснение-влияние кратковременного пребывания в измененном магнитном поле на навигацию животного в месте испытания. Как бы то ни было„значимое различие в направлении, предпочитаемом контрольными и опытными животными, говорит о том, что мыши могут использовать информацию о направлении, доставляемую магнитным полем, для ориентации на цель; таким образом, это различие можно считать убедительным свидетельством того, что грызуны способны к магниторецепции. Результаты второй серии опытов (рис. 25.5) показывают, что мыши, находившиеся во время транспортировки в условиях инвертированного 3)В Ч. (К )тзагниглорецелцил и магнитные минералы серна 1(с ливаном) Инвептноовннное магнитное поле Место поимки Ноомвльнов магнитное поле Ивето понмнн 7 4,0694 н бете е 7 2,940 н 2,33344 Место поимки Серия й (нез знрлне) 7 4,6624 Н 3,03\вен Рнс.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
