Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Том 2 - Киршвинк Дж.
ISBN 5-03-001275-3
Скачать (прямая ссылка):
5.2. Магнитные поля и чувство времени
Более поздние эксперименты Линдауэра (Lindauer, 1976, 1977) показали, что реальное объяснение этого феномена, возможно, еще интереснее. Линдауэр с коллегами дрессировали пчел на время кормления по описанной выше методике, но в день испытания улей был помещен в магнитное поле, в 10 раз превышающее геомагнитное. К удивлению, пчелы теперь демонстрировали полное незнание времени кормления (рис. 18.8, Б). (Нам удалось в предварительных опытах воспроизвести этот результат.) Полученные данные привели Линдауэра (Lindauer, 1977) к выводу, что «пчелы в качестве часов используют суточные колебания магнитного поля». По-видимому, животным, которые проводят большую часть времени в темноте в температурно-регулируемых камерах, имеет смысл использовать какой-то иной внешний индикатор времени, нежели дневной свет и температурные циклы, которыми пользуются большинство животных.
Можно представить по крайней мере два разумных механизма, которыми могли бы пользоваться пчелы для получения информации о времени из циклов геомагнитного поля. Они могли бы, например, постоянно измерять поле и просто запоминать, в какой момент цикла и в каких кормушках появляется пища. Альтернативный механизм-использовать поле как циркадианный «времязадатель» (“Zeitgeber”, Aschoff, 1960), т. е. «запускать» свои внутренние часы колебаниями поля, а затем запоминать время кормления по фазе внутренних часов. Второй случай предполагал бы менее непосредственную, но более общую роль циклов магнитного поля для чувства времени у пчел. В обоих вариантах пчелам приходилось бы полагаться только на изменения величины поля; чтобы использовать отклонения в направлении вектора, нужно было бы уметь измерять ориентацию своего тела с точностью около 0,01° (Gould, 1980b). В принципе описанные выше наблюдения Реннера укладываются в обе гипотезы, но мы пока воздержимся от дальнейших спекуляций, поскольку для начала нужно выяснить, не как пчелы используют
временную информацию, содержащуюся в циклах магнитного поля, а используют ли они вообще эту информацию.
К сожалению, первоначальные данные Линдауэра (Lindauer, 1976, 1977) нельзя интерпретировать однозначно, так как в них не разделены два потенциально важных параметра магнитного поля-величина и периодичность. Напомним, что используемое в этих экспериментах поле было непериодическим (постоянным) и в 10 раз превышало геомагнитное. Во всех трех известных нам случаях, когда пчел подвергали действию поля, в 10 раз превышающего геомагнитное (5 Гс и более) или еще более сильному, их поведение было необычным или каким-то образом нарушалось. Первый случай-это обсуждавшиеся раньше эксперименты с ошибками направления в искусственном поле (Lindauer, Martin, 1968): сильные магнитные поля (в 9-13 раз выше нормальных) значительно увеличивали дисперсию углов направления танцев. Второй случай это опыты по строительству сотов в сильных полях (Martin, Lindauer, 1973), когда пчелы строили необычные соты конической формы. И третий случай-это недавний результат Томлинсина и др. (Tomlincin et al., 1981), показавших, что, поднеся конец сильного магнита к танцующей пчеле, можно значительно сократить среднюю продолжительность танца, т. е. уменьшить число виляющих пробегов. Таким образом, очень сильные магнитные поля, по-видимому, дезориентируют пчел, делают их «больными», и возможно, именно этим объясняются результаты Линдауэра. Однако два других факта свидетельствуют против гипотезы «недомогания», по крайней мере как объяснения результатов Линдауэра. Первый из них заключается в том (Lindauer, 1976, 1977), что из 19 нормальных (без искусственного магнитного поля) экспериментов с дрессировкой на время, 4 закончились неудачно, т. е. пчелы, казалось, не знали, когда лететь к кормушке. В те же дни, когда проводились эти 4 опыта, были зарегистрированы изменения геомагнитной активности и, быть может именно они сыграли роль в дезориентации пчел во времени. Еще одно доказательство было получено, когда «дрессированных» пчел перевезли вдоль меридиана из Германии в зону полярного круга. При этом солнечное время было одним и тем же, характер суточных вариаций геомагнитного поля довольно сильно различался, и пчелы плохо соблюдали время кормления на новом месте (Lindauer, 1977). Однако даже после этого косвенного доказательства все еще не удается выбрать, какая из гипотез-«недомогание» или «магнитный времязадатель» Линдауэра (или обе)-верна. Гипотезу «недомогания» можно было бы быстро проверить, если проследить за влиянием 10-кратно усиленного по сравнению с геомагнитным поля на ориентацию горизонтальных танцев. Напомним, что по данным Мартина и Линдауэра (Martin, Lindauer, 1977) поле 4,5 Гс (примерно в 9 раз сильнее геомагнитного) увеличивает процент виляющих пробегов горизонтального танца, направленных вдоль основных сторон света (рис. 18.6). В соответствии с гипотезой «недомогания» небольшое усиление поля должно было бы приводить к нарушению ориентации.
По мнению Гоулда (1980b), решающей проверкой гипотезы Лин-дауэра была бы попытка заданным образом изменить субъективную продолжительность суток пчел, используя вместо естественных вариаций геомагнитного поля искусственные с различным периодом. [Можно добиться стабильного циркадианного ритма, отличающегося от оптимального 24-часового по крайней мере на 2 или 3 ч (см., например, Hastings, Schweiger, 1976)]. Если это удастся, можно будет пойти дальше и попытаться точно выяснить, как пчелы используют отклонения поля (т. е. прямо или косвенно через собственные циркадианные ритмы), какие параметры поля измеряют (величину или направление) и какова чувствительность пчел к изменениям этих параметров.
