Магниторецепции птиц объяснили светочувствительным белком сетчатки
Магниторецепция птиц может обеспечиваться присутствием в клетках их сетчатки светочувствительной молекулы криптохром.
Опыты показали, что в криптохромах перелетных птиц под действием света образуются чувствительные к магнитному полю радикальные пары, которые могут обеспечивать «видение» магнитного поля птицами. Результаты работы опубликованы в журнале Nature. Многим животным свойственна возможность чувствовать магнитное поле земли — магниторецепция. Эту способность они используют для своего пространственного ориентирования, что особенно становится полезным при осуществлении миграций. Самым ярким примером магниторецепции есть птицы. Возможность ориентироваться по магнитному полю помогает перелетным птицам регулярно преодолевать тысячи километров, возвращаясь в одни и те места. Если существование у птиц магниторецепции не вызывает сомнений у ученых, то о механизме, который ее обеспечивает среди них все еще продолжаются споры. Одно из прошлогодних исследований приводило доказательства того, что за ней может стоять симбиоз с магнетотактичнимы бактериями, которые способны чувствовать магнитное поле и «делиться» ими с животными-хозяевами. Но другая гипотеза связана с присутствием в светочувствительных клетках сетчатки молекулы белка криптохром, который реагирует на магнитное поле. Поэтому группа ученых из Европы и США в своей последней работе сосредоточились на изучении этого соединения в певчих птиц.
Для исследования ученые провели эксперименты с криптохромом 4, который встречается в глазах малиновок (Erithacus rubecula). Это небольшая певчая птичка, в северной Европе осуществляет ежегодные миграции: зимой — на юг, весной — на север. Благодаря модифицированным бактериям ученые выделили большое количество криптохром 4 для опытов его свойств с использованием магнитного резонанса и оптической спектроскопии.
Так ученые смогли описать потенциальный механизм магниторецепции: в присутствии света электроны переходят от одного участка молекулы белка к другому, формируя квантово запутанные радикальные пары, которые чувствительны к воздействию магнитного поля. Тогда ученые проанализировали криптохромы двух других не перелетных птиц — курицы (Gallus gallus) и голубя (Columba livia). Белки этих птиц также формировали радикальные пары под воздействием света, однако молекула была не такая чувствительная к магнитному полю, как у малиновок.
Ученые предполагают, что магниточувствительный криптохром влияет на работу клеток сетчатки таким образом, что птицы могут определенным образом «видеть» магнитные поля. Возможно, оно выглядит для них как более затененные или освещенные участки, в зависимости от направления и силы магнитного поля. Однако пока нет возможности провести исследования, которые показали бы, как они воспринимают магнитное поле Земли.
Перевод материала nauka.ua