Как звери чувствуют магнитное поле

В глазах у некоторых  зверей обнаружили белок, который, вероятно, может служить им магнитной антенной.

Многие животные способны чувствовать магнитное поле и ориентироваться по нему в пространстве – примеры геомагнитной навигации можно найти среди рыб, морских черепах, птиц, некоторых зверей.

 У птиц, кстати, такую способность впервые  нашли ещё в 1960 годах – и с тех самых пор биологи пытались найти органы магнитного чувства. Искали долго, и преимущественно опять же у пернатых, у которых обнаруживали то особые нейроны, реагировавшие на магнитное поле, то некие железные микрошарики, которые могли бы служить стрелкой биокомпаса.

Осенью прошлого года в Nature Materials вышла статья, авторам которой, видимо, удалось найти молекулярную антенну, которая может ловить магнитные сигналы: ею оказался комплекс белков Cry и MagR с железом. Вместе они действительно образуют что-то вроде стрелки,  которая может отслеживать не только направление, но и интенсивность поля. Однако оба эти белка есть у многих животных, в том числе и у млекопитающих.

Если говорить о Cry, или криптохроме, то он является одним из основных компонентов биологических часов. У птиц Cry (точнее, Cry 1а) находится в сетчатке глаза, в клетках, чувствительных к синим и ультрафиолетовым лучам, и на магнитное поле он реагирует только после световой активации. Что до криптохрома у зверей, то у них, как считается, он участвует только в регуляции циркадных ритмов, причём даже в отсутствие света. Более того, способность молекул Cry млекопитающих реагировать на свет остаётся спорной: кто-то говорит, что он функционирует «светонезависимо», по другим же данным выходит, что звериный Cry вполне может выступать в роли фоторецептора.

Однако по мнению исследователей из Института мозга Общества Макса Планка криптохром млекопитающих может не только «видеть» свет, но и чувствовать магнитное поле. Кристина Нисснер (Christine Niessner) и её коллеги проанализировали на предмет этого белка глазную сетчатку у 90 видов зверей, и оказалось, что у многих из них он такой же, как у птиц, то есть способен реагировать на синий свет. Реагирующий на свет криптохром нашли у медведей, собак, лис, волков, барсуков (а вот у кошачьих его как раз не было). Есть фоточувствительный Cry и у приматов – его нашли в сетчатке у орангутана.

В статье в Scientific Reports авторы пишут, что Cry в сетчатке у зверей вряд ли участвует в регуляции суточных ритмов – для этого в глазу есть другие клетки, располагающиеся сравнительно далеко от криптохромовых колбочек. С другой стороны, он также вряд ли служит дополнительным цветовым фильтром. В общем, то, что белок располагается там же, где у птиц, наводит на мысль, что Cry у зверей (по крайней мере, у некоторых), может выполнять ту же функцию – то есть «ловить» магнитное поле.

Здесь, очевидно, могли бы помочь какие-то поведенческие эксперименты на магнитное чувство у зверей, и такие эксперименты действительно есть. Однако их результаты ситуацию не слишком проясняют: магнитное поле ощущают как те, у которых сейчас нашли пресловутый криптохром в сетчатке (собаки и лисы), так и у тех, у которых криптохрома в глазах нет (грызуны и летучие мыши).

И тогда возникает новый вопрос: что служит магнитной антенной тем видам, у которых нет Cry в глазах? Предположительно, у грызунов и прочих компасом могут работать особые клетки с частицами магнетита, для активации которых свет не нужен. В общем, что касается магнитного чувства у млекопитающих, то вопросов тут пока больше, чем ответов.