Птицы способны видеть магнитное поле Земли

Как птицы перемещаются по воздуху, не имея железа в клюве, которое действует как настоящий магнитный компас? Эта загадка, наконец-то, решена: в глазах птиц обнаружен белок; он позволяет буквально видеть магнитные поля Земли.

Белок называется Cry4 и относится к классу белков криптохромов — фоторецепторов, чувствительных к синему свету. Эти белки есть как у растений, так и у животных. Они  играют важную роль в регуляции циркадных ритмов. Эти криптохромы в глазах ответственны за способность птиц ориентироваться в пространстве, обнаруживая земные магнитные поля. Способность называется магниторецепцией.

Ранее мы знали, что птицы могут обнаруживать магнитные поля, только если имеются определённые длины волн света. Недавние исследования показали, что магниторецепция особенно зависит от синего света. Это визуальный механизм, основанный на криптохромах, которые могут обнаруживать поля посредством квантовой когерентности.

Две команды биологов приступили к работе: исследователи из Университета Лунда в Швеции изучали глаза птицы мандаринки, а исследователи из Университета Карла фон Оссицкого в Ольденбурге в Германии изучали птицу европейскую малиновку.

Команда Лунда измерила генную экспрессию трёх криптохром, Cry1, Cry2 и Cry4, в мозге, мышцах и глазах мандариновки. Их гипотеза в том, что криптохромы, связанные с магниторецепцией, поддерживают постоянный приём в течение суток. Как и прогнозировалось для циркадных часов, Cry1 и Cry2 колебались ежедневно, в то время как Cry4 держал постоянные уровни, и стал наиболее вероятным кандидатом на магниторецепцию.

Вывод был поддержан исследованием Робина: « Мы также обнаружили, что Cry1a, Cry1b и Cry2 мРНК демонстрируют сильные циркадные модели колебаний, в то время как Cry4 показывает слабые циркадные колебания» — объясняют исследователи.

Но ученые также сделали некоторые интересные дополнительные выводы: во-первых, Cry4 сгруппирован в области сетчатки, которая получает много света, что вполне логично для магниторецепции. Другое дело, что европейские  птицы имеют увеличенную экспрессию Cry4 во время миграционного сезона по сравнению с неперелётными птицами.

Наземное магнитное поле птичьего видения

Вот как птица может видеть магнитные поля? Так что же, на самом деле, видит птица? Конечно, мы никогда не сможем узнать на 100%,  как именно выглядит мир глазами птиц или другого вида животного, но мы можем делать предположения. Исследователями из Университета Урбана-Шампейн (штат Иллинойс), теоретической и вычислительной биофизической группой (руководитель Клаус Шультен) было предсказано ещё в в 1978 году ответственность магниторезотических криптохром за обеспечение «видения» магнитного поля в поле зрения птицы.

Источники: журнал Королевского общества «Современная биология»