Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Под ред. Дж. Киршвинка. Том 2 (1989) (1095848), страница 76
Текст из файла (страница 76)
25.8. Влияние параметров магнитного поля в месте испытания на ориентацию молодых золотистмх хомячков. Хомячков (35 животных из трех пометов) переносили из их обычного помещения и испытывали в ориентационной клетке, которая находилась внутри катушек Гельмгольца и была окружена светонепроницаемым зкраном.
Каждый опыт состоял из восьми проб, в которых регистрировалась двигательная активность животного в беличьем колесе при нормальном и инвертированном магнитном поле. А. Ориентация двигательной активности в нормальном и инвертированном магнитном поле. Для каждого животного вычисляли средний угол ориентации за 30-минутный период, учитывая общее число оборотов колеса в каждом из боковых отсеков клетки в течение каждой из восьми !О-минутных проб.
Затем, исходя из средних углов, вычисленных для каждой из восьми проб, находили два средних угла 2-го порядка-один для всех проб с нормальным полем и один для всех проб с измененным полем. Таким образом, каждой точкой представлен средний угол 2-го порядка, описывающий ориентацию двигательной активности отдельного животного в тех или других условиях. Углы измерялись относительно направления нк домуэ. Стрелки указывают направление и величину среднего вектора 3-го порядка для нормального и инвертированного магнитного поля. Статистический анализ проводился так же, как и в случае рис. 25.2, но на уровне 3-го порядка. Вкритерий использовался относительно направления к «дому» в случае нормального магнитного поля и относительно диаметрально противоположного направления в случае инвертированного магнитного поля.
Б. Угловая разность между средней ориентацией двигательной активности в условиях нормального и инвертированного магнитных полей. Каждая точка -угловая разность между средними 2-го порядка для ориснтационной активности у одного и того же животного в нормальном и в инвертированном магнитных полях. Угловая разность выражена как положительное или отрицательное отклонение от средней ориентации в нормальном поле, принятой за нуль. Стрелки-средние векторы угловых разностей 2-го порядка для двух возрастных групп. Статистические приемы те же, что и в случае рис. 25.2, но на уровне 3-го порядка. Вокрнтерий использовался по отношению к О для младшей возрастной группы и по отношению к ! 80' для старших детенышей.
324 Ч. 1И Мигниторег(елг(ня и мигнитные минерилы Р> 0,05), так н в инвертированном магннтньгх полях (и = + 52', г = 0,278; г = 0,464, Р>0,05; и = — 0,593, Р>0,05), и оба эти распределения не отличались друг от друга (критерий Уотсона, (г', = 0,032, Р>0,05). Однако хомячки в возрасте 26 — 30 сут в нормальном поле ориентировались в направлении «дома» (а = + 13; г = 0,497; е = 2,225, Р>0,05; и = 2,055, Р<0,05), а при инверсии магнитного поля средний вектор ориентации (а = — 127', г = 0,606; е = 0,303, Р<0,05), хотя и отклонялся на 180' от направления на «дом» (и = 1,547, Р>0,05), но составлял 180' со средним вектором ориентации в нормальном поле (и = 1,969, Р<0,05).
Для этих животных большего возраста средняя групповая ориентация в нормальном и измененном магнитном поле различается на 140", хотя разница в распределениях недостоверна (критерий Уотсона, Це д — — 0,147, Р>0,05). Однако если учесть возраст при анализе данных, для которых была выявлена бимодальность (рис. 25.8,6), то становится очевидной и высокодостоверной разница в распределении для двух возрастных категорий (критерий Уотсона, Цз е —— 0,311, Р<0,001). Очень заманчиво объяснить эти результаты на основе гипотезы о том, что ориентационный ответ на магнитное поле меняется с возрастом и что лишь на определенной стадии онтогенеза хомячок приобретает способность извлекать из магнитного поля информацию о направлении.
Такая задержка в появлении способности к магниторецепции у грызунов могла бы быть обусловлена физиологическими причинами, например неполным развитием сенсорных механизмов в раннем онтогенезе или тем, что животному нужно еще научитъся пользоваться магнитным компасом. Однако, поскольку учет возрастных различий был сделан апостериорно, эти предположения могут быть лишь предварительными, пока не появятся более полные исследования. 4. Поиски магниторецецтора Влияние магнитных полей на ориентацию самых разных организмов, от бактерий до позвоночных, хорошо документировано (см. К3гзсЬт1п)г, 1983). Однако физиологическая основа магниторецепцин, если не говорить о бактериях, остается неясной, хотя на этот счет и существуют различные гипотезы, например об оптическом резонансе, индукции, участии веществ с магнитными и суперпарамагнитными свойствами (обсуждение см.
у КлгзсЬч)пх, Оопп, 1981). Бногенный магнетит непосредственно участвует в ориентапионной реакции бактерий (Ггапке! ег а1., 1979), а последующее открытие магнитных включений у таких животных, которые определенно чувствительны к магнитному полю Земли, например у пчел (Оопп е1 а1., 1978) и почтовых голубей (%а!сон е1 а1., 1979), позволяет предположить, что сходный механизм имеется и у эукариот. Данные о способности грызунов к магниторецепции привели к поискам у них магниторецептора. Эти поиски шли по разным направ- 325 25. Мпгнитореценция у грызунов лениям, требующим применения магнитомегрических, гистологических и нейрофизиологических методов.
4.1. Магнитометрические исследования После того как в голове голубей был обнаружен магнетит (%а1соп е1 а1., 1979), я решила выяснить, имеются ли сходные включения в голове грызунов (Ма1Ьег, Вакег, 1981). Вначале я воспользовалась магнитометрическими методами с применением парастатического магнятометра. Были исследованы представители трех видов диких грызунов — европейской лесной мыши, полевки и домовой мыши (Мив гнизси!из), причем все они были пойманы в полевых условиях домашними кошками и подвергнуты глубокому замораживанию (до трех месяцев). Перед магнитометрическим исследованием с головы снимали кожу с помощью стеклянных инструментов, чтобы предотвратить возможность загрязнения металлом, и заключали ее в деионизированный лед в небольшом пластмассовом контейнере (объем 10 см').
Вначале измеряли естественную остаточную намагниченность (ХКМ), обусловленную собственной преимущественной ориентацией отдельных магнитных частиц„а затем нормальную (изотермическую) остаточную намагниченность (1КМ), позволяющую оценить суммарное количество магнитного материала. Перед измерением 1КМ образцы помещали в электромагнитное поле величиной 2000 Гс, чтобы весь магнитный материал, имеющийся в образце, ориентировать одинаковым образом; эту процедуру проводили непосредственно перед помещением образца в магнитометр, поскольку П(М довольно быстро исчезает.
Результаты исследования головы различных грызунов представлены в табл. 25.1. ХКМ лишь у одного из 11 образцов значительно превышала средний фоновый уровень, тогда как 1ВМ была значятельно выше фонового уровня у 8 из 12 образцов. Средняя величина 1КМ (порядка 6 10 в ед. СГСМ!г) примерно в пять раз превышала среднюю величину 1чКМ. Эти результаты указывают на наличие магнитного материала в голове грызунов. Пытаясь более точно определить локализацию магнитных отложений, в дальнейшем голову расчленяли при помощи стеклянных инструментов, помещали образцы ткани в поле 2000 Гс и измеряли 1КМ (табл.
25.1). Самый высокий уровень 1КМ вЂ” 5.10 в ед. СГСМ!г — был обнаружен в переднедорсальной части головы. К сожалению, из-за неудобных инструментов для препарирования трудно было определить точную локализацию магнитного материала, хотя участок с высокой 1КМ, по-видимому, находился в районе обонятельной области вне мозга (удаление мозговой ткани мало сказывалось на результатах измерений). Сходные значения 1КМ в голове диких мышей были получены и при более позднем магнитометрическом исследовании, в котором использовали сквид-магнитометр; при этом средняя 81КМ для трех взрослых животных — одного самца и двух самок — составляла 2. 10 в ед. СГСМ/г ху.
1К Маглитарецепция и магнитные минералы 326 Таблица 25.1. Результаты исследования )ЧКМ и 1КМ головы грызунов н ее отдельных частей' Средний магнитный момент х х10 в ед. СГСМ/г Разброс Контейнер пустой со льдом 0,28 — 1,05 0,59-1,23 0,5! — 1,45 0,29 — 7,81 1,14 — 18,31 )ЧКМ 4 0,63 )чКМ 4 0,83 1КМ 4 0,96 )ч КМ 11 1,33 1КМ 12 6,31 Целая голова Препарированная голова череп нижняя челнють Череп передняя часть задняя часть Передняя часть черепа передняя область задняя область дорсальная область вентральная область 1,20-5,57 0,43 — 1,64 1,26 — ! 6,13 0,59 — 2,55 1КМ 3 3,08 1КМ 7 0,75 1КМ 6 5,13 1КМ 9 1,23 0,47 — 4,22 0,27- 2,01 0,71 — 4,01 0,71 — 2,99 !КМ 5 1,93 1КМ 5 0,82 1КМ 6 1,92 1КМ 6 1,31 " Были исследованы три вида диких грызунов (веего !2 животных).
Зивчиммми считались величины, более чем вдвое превышающие средний уровень фона, который включал )ЧКМ или 1КМ пластмассового контейнера со льдом (Мвгьег, Вв1сег, !98!). (К!гзс)!и!п)г, личное сообщение). Было проведено также магнитометрическое изучение М.
тизси1из (линия Джексона) (ВпсЫег, тт'азг!етчз)гг, 1982). Для этого трех самцов и двух самок в возрасте 2 — 3 мес препарировали (снимали кожу, удаляли пищеварительный тракт, отрезали конечности в локтевом и коленном суставах) при помощи неметаллических инструментов. При исследовании трупов (средний вес 5,5 г) при помощи сквид-магнитометра их средняя )х)КМ составляла 6,8 1О т ед.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
