Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Том 2 - Киршвинк Дж.
ISBN 5-03-001275-3
Скачать (прямая ссылка):
Лабораторные исследования (Taneyeva, 1978, Lee, Weis, 1980) и предварительные полевые эксперименты (O’Brien, 1985) показывают, что скорость роста некоторых ракообразных увеличивается при наложении искусственного магнитного поля. Механизм этого явления до сих пор неизвестен. Возможно, ускорение роста связано с возрастанием ионных градиентов. Например, вторичные эффекты солнечных вспышек повлияли на продуктивность плодовых мушек (Drosophila melanogaster), выращенных в искусственном магнитном поле, величина которого достаточна для изменения ионизации воздуха (35-100 мТл) (Levengood, Shinkle, 1962). Показано, что само по себе наличие магнетита не влияет на скорость роста. Тем не менее можно предположить, что малые электрические токи, генерируемые в содержащих магнетит биологических тканях, благоприятно влияют на рост и метаболизм, действуя, по-видимому, на трансмембранный перенос ионов или изменяя ионную специфичность в области расположения рецепторов. Со всей очевидностью этот эффект мог бы проявиться на быстро развивающихся яйцах или личинках.
С помощью мечения и наблюдения в полевых условиях удалось доказать миграции креветок рода Penaeus. Однако контрольных лабораторных исследований по ориентационной реакции креветок на магнитные поля не проводили. Подобные работы могли бы оказаться весьма полезными для понимания механизма передвижения креветок. Остается неясным, как может диффузно распределенный в теле креветки магнетит служить сенсорным аппаратом в ориентационном поведении.
Многим морским ракообразным суточные биоритмы дают, по-видимому, селективные преимущества. Если взять сидячих животных, то это касается периодичности изменений защитной окраски (манящие крабы, Palmer, 1974) или такого режима оптимального поведения, связанного с добыванием пищи, при котором не происходит высыхания животного (усоногие раки). Для подвижных животных такое же значение может иметь координация двигательной активности с приливно-отливными циклами (эстуарийные личинки крабов, Cronin, Forward, 1979; прибрежные бокоплавы, Enright, 1978) или своевременное зарывание в грунт (креветки, Hughes, 1968). Суточные колебания геомагнитного поля (Kalmijn, 1974), вероятно, позволяют определять время суток или служат одним из возможных ориентиров для периодического поведения. Такой же реакцией на суточные изменения геомагнитного поля можно объяснить особенности поведения медоносных пчел при сборе пыльцы (Lindauer, Martin, 1972; Gould, 1980). В недавних работах по циркадианным ритмам у Crustacea подобная возможность непосредственно не рассматривается.
4. Краткое содержание
Намагниченность креветок Penaeus aztecus и усоногих раков Balanus species измеряли с помощью сквид-магнитометра. Средний уровень
NRM составил 2,0-10-10 А-м2 для 45 живых или убитых непосредственно перед измерением креветок. Для семи живых морских желудей вместе с раковинами NRM была выше уровня шумов и равнялась в среднем 1,2-10'10 А-м2. После намагничивания до насыщения в поле ~ 300 мТл средняя величина SIRM составила 4,2-10~9 А-м2 для креветок и 8,6 ¦ 10“ 9 А • м2 для усоногих раков. Из кривых намагничивания и размагничивания в переменном поле следует, что магнитным материалом у ракообразных служит магнетит. Магнитный материал креветок не локализован в какой-то специфической структуре, но, по-видимому, сконцентрирован в головогрудном отделе. Намагниченность проб морской воды, а также воды, в которой креветки содержались в лабораторных условиях, была пренебрежимо мала. Для немигрирующего вида креветок Palaemonetes pugio из тех же мест обитания, которые характерны и для Panaeus aztecus, показания NRM и SIRM были не выше, чем уровень шума (~ 10“11 А-м2).
Благодарности. Измерения были выполнены в лаборатории палеомагнетизма Техасского университета, и мы глубоко признательны Вульфу Гозу и Маргарет Тестармата за помощь и технические консультации. Образцы были получены благодаря поддержке Национальной лаборатории морского рыболовства Морского медико-биологического института (Галвестон, штат Техас), а также береговой охраны США. Мы благодарим за помощь Рэя Хиксона, Джеймса Лиона, Джеймса Мак-Вея, Эйлен О’Брайн и Зулу Зейн-Элдина. На ранних этапах решающее значение имели положительная оценка и одобрение этой работы Гари Скоттом, Джо Киршвинком и Клиффом Фролихом. Мы признательны М. С. Арендсу и Кеннету Лохману за последние критические замечания по рукописи данной главы. This is Contribution № 564 from the University of Texas Institute for Geophysics.
Литература
Aldrich D.V., Wood C.E., Baxter K.N. (1968). An ecological interpretation of low temperature responses in Penaeus aztecus and P. setiferus postlarvae, Bull. Mar. Sci., 18, 61-71.
Arendse М. C. (1978). Magnetic field detection is distinct from light detection in the invertebrates Tenebrio and Talitrus, Nature, 274, 358-362.
Arendse M.C., Barendregt A. (1981). Magnetic orientation in Orchestia, Physiol. Entomol., 6, 333-342.
Arendse M.C., Kruyswijk C.J. (1981). Orientation of Talitrus saltator to magnetic fields, Neth. J. Sea Res., 15, 23-32.
