Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Том 2 - Киршвинк Дж.
ISBN 5-03-001275-3
Скачать (прямая ссылка):
Размножаются бабочки летом, находясь на территории Северной Америки. В процессе развития они проходят несколько стадий; яйцо, гусеница (пять личиночных возрастов), затем куколка и, наконец, взрослая особь (имаго). Весь цикл занимает около месяца. Молодая взрослая форма достигает половой зрелости через несколько дней после выхода
из куколки. Броуэр (Brower, 1977, р. 41) отмечал, что «миграция данаид очень отличается от перелета птиц, так как бабочки, летящие поздней осенью к югу, на несколько поколений моложе своих предшественниц, летевших предыдущей весной на север. Таким образом, их ежегодное возвращение к местам зимовок представляет собой сложный наследуемый механизм поведения, в котором научение не играет никакой роли».
3. Материал и методы
Чтобы убедиться в наличии магнитного материала, который мог бы использоваться для ориентации и навигации, начиная с 1980 г. мы производили сбор бабочек и исследовали их ткани с помощью криогенного магнитометра. Здесь мы опишем методы очистки препаратов и проведения измерений. Процедуры, связанные с выращиванием насекомых и выделением магнитного материала, а также другие эксперименты будут описаны далее в соответствующих разделах.
Из-за низкого уровня намагниченности многих организмов (~ 10~9 10"10 А-м2) требуется хорошо продуманная постановка опытов, которая позволила бы избежать искажения результатов из-за загрязнения объекта. Чрезвычайно важно уметь аккуратно препарировать объект немагнитными инструментами. Мы пользовались инструментами из пластика или тефлона. Перед измерениями инструменты и образцы промывали в дважды дистиллированной воде. Чтобы исключить попадание загрязнений из воды, замороженные кубики дважды дистиллированной воды измеряли на магнитометре; при этом никакой намагниченности не обнаружилось.
Чтобы убедиться, что внешнее загрязнение удалено, все образцы сначала исследовали неочищенными. После промывки каждого образца измерения производили снова. Этот процесс-первоначальное измерение, промывка и повторное измерение-повторяли до тех пор, пока изменение магнитного момента не становилось пренебрежимо малым (т. е. объект, видимо, был очищен настолько, насколько это возможно).
В ряде экспериментов, где использовались взрослые особи, мы не смогли полностью очистить крылья и конечности. Возможно, они были загрязнены магнитными частичками, задержанными чешуйками и щетинками. Поэтому у взрослых особей мы исследовали на наличие магнитного материала только сегменты тела (голову, грудь и брюшко). Эти препараты первоначально очищали путем удаления максимально возможного числа наружных щетинок и чешуек, промывали дважды дистиллированной водой, а затем высушивали на воздухе.
Измерения магнитных моментов всех образцов проводили на сквид-магнитометре в лаборатории палеомагнетизма Флоридского университета. Устройство и технические данные этого прибора описаны Гори и Фуллером (Goree, Fuller, 1976; см. также статью Фуллера и др. в этой книге). Все вычисления проводили на мини-ЭВМ РЕТ 2001. Образцы помещали в магнитометр на держателе из пластиковой ленты типа
Г*)
Рис. 19.1. Используемая в данной работе система координат, связанная с телом бабочки Danaus plexippus L. Четыре горизонтальных направления, в которых к телу приближали магнит: 0°-переднее; 90°-правое боковое; 180°- заднее; 270°-левое боковое. Два направления по вертикальной оси: верхнее (дорсальное) и нижнее (вентральное). Направления осей датчика в сквид-магнитометре относительно тела животного представлены как х, у и z. Положение крыльев и ног, которые в этой работе удалялись, показано пунктиром. (Jones, MacFadden, 1982.)
«скотч». Для каждого кусочка ленты перед использованием его в качестве держателя определяли фоновый магнитный момент. (Оказалось, что пластиковые коробки из-под предметных стекол, использовавшиеся в некоторых других исследованиях, обладали значительным магнитным моментом; в данной работе они не использовались.) Отдельные кусочки ленты, фоновый магнитный момент которых превышал 5- 10~Х1 А м2, тоже не использовались как держатели. Для каждого из трех направлений проводили 5-10 измерений намагниченности держателей, неочищенных и очищенных препаратов. Каждое из измерений
усредняли и перед вычислением магнитного момента вычитали величину фона ленты-держателя.
Для того чтобы выяснить, не могут ли данаиды искусственно намагничиваться, образцы вынимали из держателей и переносили в противоположный угол лаборатории, где каждый из них в течение 10 с находился около постоянного магнита, создававшего поле 500 или 3000 Гс. Чтобы предотвратить прямой контакт образцов с поверхностью магнита, их помещали в чистые пластиковые сосудики, а магнит-в пластиковый пакет. Таким образом, никакие магнитные частицы, притянутые магнитом, не могли загрязнить препарат. Образцы (за исключением яиц) намагничивались в одном из шести возможных направлений: 0, 90, 180, 270°, верх и низ (рис. 19.1).
4. Индуцированная намагниченность
В этом разделе обобщены результаты исследования Джонса и МакФаддена (Jones, MacFadden, 1981). В соответствии с описанной выше методикой анализировались магнитные моменты 18 образцов, хранившихся в вакууме.
