Архив   Авторы  
То, как птицам удается ориентироваться по магнитному полю земли, долгое время оставалось загадкой

Строго по компасу
Парадокс

Природа дала способность чувствовать магнитное поле Земли не только птицам, но и людям. Как заставить это шестое чувство работать?


 

Вместо хрестоматийного «почему люди не летают, как птицы» современную науку занимает другой вопрос, но, как говорится, из той же серии. Ученые пытаются выяснить, способен ли человек, подобно пернатым, ориентироваться на местности без помощи карты и компаса. Дело в том, что в нашем организме содержится белок криптохром, который имеется в организме птиц и помогает им держать верный курс, сверяясь с магнитным полем Земли. Вот только люди по-прежнему, путешествуя на большие и малые расстояния, вынуждены опираться на показания навигационных приборов и карт. Впрочем, это не значит, что наш криптохром неисправен. Американским ученым удалось доказать, что он способен реагировать на геомагнитное излучение. Осталось понять, как заставить это шестое чувство, спящее в нашем организме, заработать на полную мощь.

Задать направление

Взаимодействие человека с окружающим миром построено на работе рецепторов, которые воспринимают световые волны или звуковые колебания, распознают вкус и реагируют на прикосновение или запах, отдавая сигналы головному мозгу. Учитывая тот факт, что наша планета представляет собой гигантский магнит, обеспечивающий перманентное геомагнитное излучение, можно предположить, что в организме населяющих ее существ должен находиться некий аналог сканера этих силовых волн. Это как со зрением, когда с помощью отраженных или проходящих через предмет световых волн мы определяем для себя его форму, плотность и цвет. Только вместо сетчатки — загадочный элемент, а вместо световых волн — геомагнитное излучение.

О том, что таким альтернативным видением обладают многие представители фауны, в частности птицы, известно было с середины XIX века, а научные исследования в данном направлении ведутся с 60-х годов прошлого века. Однако настоящий прорыв, позволяющий пролить свет на секреты магниторецепции — способности воспринимать колебания магнитных волн, произошел сравнительно недавно. В начале нулевых биологи обнаружили удивительные свойства криптохрома. Сначала светочувствительные молекулы этого белка, реагирующие на синий участок спектра, выявили у растений, а затем выяснилось, что белком наделены и многие представители фауны. Так, криптохром — незаменимый спутник птиц, насекомых и некоторых земноводных. Уникальные молекулы обнаружились и в нашем организме — в глазах. Реагируя на ультрафиолетовый диапазон, они, как полагают ученые, помогают настраивать суточные биоритмы организма.

То, что именно криптохром отвечает и за магниточувствительность организма, удалось недавно доказать с помощью экспериментов на мушках-дрозофилах. Легко ориентируясь в лабиринте с работающим магнитным полем, насекомые начинали теряться, стоило «выключить» из светового диапазона синий спектр, при котором работают рецепторы. Увы, это открытие, давшее толчок целому ряду исследований, не позволило ответить на другой вопрос: почему тогда человеку, наделенному тем же белком, что и пернатые, не дано видеть магнитное поле Земли? Свежее исследование американских ученых из медицинской школы университета Массачусетса было как раз направлено на проверку дееспособности белка, содержащегося в человеческом теле. Биологи обратились опять же к мушкам-дрозофилам, только на этот раз они протестировали не их родной белок, а человеческий. «Криптохромы можно поделить на две группы, — объясняет глава исследования Стивен Репперт. — Изначально мухи-дрозофилы являются носителями белка первой группы, а человек — второй. В ходе эксперимента мы наблюдали за поведением мух, у которых криптохром был дезактивирован, и за теми, которым с помощью генетических манипуляций их природный белок заменили на человеческий».

Мушкам предлагалось ориентироваться в Т-образном замкнутом пространстве, в каждом из двух рукавов которого располагалось по кормушке. Насекомых научили лететь к кормушке, помеченной с помощью магнита. И если насекомые, лишенные способностей, не понимали, в каком из углов искать пропитание, то наделенные человеческим криптохромом особи без труда справлялись с заданием. Таким образом, удалось выяснить, что наш белок исправен, а неполадки, не позволяющие видеть магнитное поле, связаны, по всей вероятности, совсем с другим фактором. Но вот с каким?

Нездоровые чувства

Как предположили ученые, в том, что мы при наличии главного элемента не способны увидеть геомагнитное поле таким, каким его видят птицы, виноваты защитные механизмы нашего организма. Дело в том, что криптохром способен воспринимать магнитное поле не в одиночку, а при содействии помощника. «Можно предположить, — говорит Илья Соловьев из университета Иллинойса, — что влиянию магнитного поля подвержен не сам криптохром, а химическая реакция, которая протекает при его участии». Соловьев вместе со своим коллегой по университету Клаусом Шультеном в ходе исследований установил, что идеальным партнером для такой химической реакции, включающей внутренний компас, является свободный радикал супероксид. Под воздействием внешнего поля он фактически начинает жонглировать электронами с криптохромом. Но если в клетках птиц находится достаточно супероксида для того, чтобы начать активное взаимодействие, то у человека наблюдается его дефицит.

«Эта молекула находится почти во всех клетках в очень небольшой концентрации, — объясняет Илья Соловьев, — она на самом деле очень вредна, и стоит концентрации этой молекулы увеличиться, как клетка умирает. В организме птиц концентрация выше, чем у людей, поэтому у них есть ощущение магнитного поля. Но поэтому же невелик срок жизни птиц».

Возможно, наши далекие предки могли сканировать магнитное поле Земли не хуже перелетных гусей-лебедей, однако в ходе эволюции постепенно утратили эту способность. С одной стороны, человек начал вести оседлый образ жизни, а значит, отпала необходимость ориентироваться, преодолевая огромные расстояния. С другой стороны, в ходе эволюции продолжительность нашей жизни начала увеличиваться, и природа вынуждена была отказаться от выработки супероксида в пользу долголетия. Плюс к тому моменту, когда человек вновь вернулся к путешествиям на дальние расстояния, у него накопилось достаточно знаний, чтобы справляться подручными средствами, не обращаясь к внутреннему компасу. Однако последние исследования доказали, что наше шестое чувство не исчезло навсегда, а готово при первой необходимости включиться обратно. «Я не исключаю возможности, при которой к человеку вернется магниторецепция, — говорит Илья Соловьев. — Если предположить себе ситуацию, в которой человек становится ограничен в возможностях, не может видеть и слышать, чувство, рудиментарно присутствующее в организме, может развиться. Но это лишь гипотеза».

Сложно представить обстоятельства, при которых проверку гипотезы с токсичным помощником криптохрома проведут на людях — речь идет об опасных для здоровья молекулах. Но не исключено, что в будущем биологи найдут рецепт того, как вернуть человеку утраченные в ходе эволюции способности без вреда для организма. Да и теперь мы легко можем тешить себя надеждой, что в случае коллапса, когда все навигационные приборы и сложные системы ориентирования выйдут из строя, наш внутренний компас не подведет. Конечно, мы вряд ли в одночасье превратимся в приемник GPS, однако в какой-то момент начнем двигаться, что называется, по наитию. И главное, в верном направлении.

Мнения

Михаил Фирсов, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Института эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова РАН:

— Что делают криптохромы в позвоночных, известно довольно мало. У беспозвоночных и мух Drosophila магниторецепция вроде бы есть — с этим биологи согласны. Есть и убедительные свидетельства в пользу того, что магниторецепция опосредуется теми же молекулами, что и генератор циркадных циклов, то есть криптохромами. Что, собственно, было сделано в работе американских ученых? Берутся мухи, у которых генетически убраны их собственные криптохромы, соответственно, у них нет и магниторецепции. Вставляют в них ген криптохромов от позвоночных — магниторецепция появляется опять. То есть основной реальный результат — криптохром второго типа может заменить криптохром первого типа у беспозвоночных. Любопытно, но вполне ожидаемо, учитывая, что это две родственные молекулы. Однако это не дает никаких оснований делать вывод о том, что криптохромы второго типа могут опосредовать магниторецепцию у позвоночных и у человека.

Александр Белов, палеоантрополог:

— Существует теория о так называемом пептидном континууме. Есть система пептидов — коротких белков. На вершине пирамиды их значимости находятся самые главные, необходимые именно сейчас. У основания — масса других. Вся эта система работает на выживание вида, в нашем случае — человека. Она высокомобильна и тесно связана с нервной и эндокринной системами. Если меняются среда или условия, приходит в движение и система белкового континуума. В связи со стрессом будет изменяться наш эндокринный статус и в организме начнут образовываться те или иные белки, актуальные в данный момент. Так что, я думаю, древний человек мог не только видеть геомагнитное поле, но и чувствовать опасность, подобно другим животным. Ему не надо было строить города, проектировать машины, и мозг его работал по-другому. Сейчас, когда нам доступна различная техника, когда мы сидим перед телевизором или компьютером, у нас нет необходимости использовать интуицию или другие сенситивные способности. А если, допустим, нас поставить на грань выживания, когда каждое решение становится жизненно важным, они могут достаточно быстро заработать.

Добавить в:  Memori  |  BobrDobr  |  Mister Wong  |  MoeMesto  |  Del.Icio.Us  |  Google Bookmarks  |  News2.ru  |  NewsLand.ru

Политика и экономика

Что почем
Те, которые...

Общество и наука

Телеграф
Культурно выражаясь
Междометия
Спецпроект

Дело

Бизнес-климат
Загранштучки

Автомобили

Новости
Честно говоря

Искусство и культура

Спорт

Парадокс

Анекдоты читателей

Анекдоты читателей
Популярное в рубрике
Яндекс цитирования NOMOBILE.RU Семь Дней НТВ+ НТВ НТВ-Кино City-FM

Copyright © Журнал "Итоги"
Эл. почта: itogi@7days.ru

Редакция не имеет возможности вступать в переписку, а также рецензировать и возвращать не заказанные ею рукописи и иллюстрации. Редакция не несет ответственности за содержание рекламных материалов. При перепечатке материалов и использовании их в любой форме, в том числе и в электронных СМИ, а также в Интернете, ссылка на "Итоги" обязательна.

Согласно ФЗ от 29.12.2010 №436-ФЗ сайт ITOGI.RU относится к категории информационной продукции для детей, достигших возраста шестнадцати лет.

Партнер Рамблера