Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Том 2 - Киршвинк Дж.
ISBN 5-03-001275-3
Скачать (прямая ссылка):
3.2. Выделение и идентификация магнетита морских черепах
Помимо экспериментов с оперантным научением мы провели также магнитометрические исследования для выявления магнитного материала у Chelonia mydas. С помощью сквид-магнитометра измерялась остаточная намагниченность «новорожденных», ювенильных и взрослых особей зеленой черепахи. Во избежание загрязнения магнитометр тщательно очищали, а всю обработку и препарирование образцов производили только немагнитными стеклянными или деревянными инструментами. Только что вылупившихся особей и препараты тканей от животных любого возраста промывали водой, дистиллированной в стеклянном дистилляторе, замораживали в жидком азоте и намагничивали до насыщения в кобальт-самариевом магните в поле 3000 Гс. Затем изотермическую остаточную намагниченность насыщения (SIRM) измеряли на сквид-магнитометре. Для сравнения с намагниченностью ткани, а также для проверки магнитной чистоты измерителя периодически определяли величину фонового сигнала.
Остаточная намагниченность была обнаружена в головном отделе у всех обследованных черепах (четырех «новорожденных», трех ювенильных и двух взрослых особей; табл 21.2). Наибольшая концентрация магнитного материала оказалась в передней части твердой мозговой оболочки (dura mater), хотя диффузно он присутствовал и в лицевой мускулатуре. SIRM твердой оболочки у взрослых черепах составляла 9-10_6 ед. СГСМ, т. е. почти в 50 раз больше фона. Поэтому в других измерениях в первую очередь использовалась именно эта ткань.
Остаточная намагниченность была также найдена у целых экземпляров только что вылупившихся из яиц черепах, причем после препарирования она оказалась наибольшей у желудка. Вероятно, это связано с магнитными частицами, содержащимися в проглоченном черепахами песке и грунте. Намагниченность поверхностных тканей, например панциря, могла быть результатом загрязнения и поэтому не измерялась отдельно и не была предметом дальнейшего изучения.
Величина SIRM у черепах была того же порядка, что и у других позвоночных животных (гл. 20, 22, 24). Взрослые черепахи содержат больше магнитного материала, чем молодые; такое же соотношение наблюдается у желтоперых тунцов (гл. 20), пчел (Gould et al., 1978) и мелких грызунов (J. Mather, личное сообщение).
Как показало размагничивание в переменном поле, материал в твердой оболочке мозга-жесткий ферромагнетик. Величина магнитного поля, необходимого для размагничивания наполовину от исходного уровня намагниченности, составила примерно 225 Гс, что указывает на присутствие однодоменных кристаллов магнетита (Kirschvink, Lowenstam, 1979).
Для идентификации источника остаточной намагниченности тканей мы выделили магнитные частицы из взрослых и молодых черепах и
Таблица 21.2. SIRM для трех возрастных групп зеленых черепах
Материал Ед. СГСМ
«Новорожденные» черепахи
Целые особи 3,8 10“6
8,7 10“6
1,3 10“5
2,3 10~5
Г олова 1,4 10“6
1,6 10_6
Шея 7,0 10“8
8,3 10-8
Неполовозрелые особи
Г олова 1,1 10“6
3,0 10“6
9,5 10“6
Плавники:
передний левый 3,7 10~7
передний правый 2,8 10“7
задний левый 9,7 10~7
задний правый 6,3 10~7
Взрослые животные
Головной мозг 3,2 10~7
6,0 10-7
Глазное яблоко 6,3 10~7
Кусочки ткани лицевой мускулатуры
1 х 1 х 1 см 4,4 10“7
1 х 1 х 2 см 5,5 10-7
1 х 2 х 3 см 4,4 10“6
1 х 3 х 3 см 6,1 10~6
Твердая мозговая оболочка:
задняя часть 1,0 10“6
задняя часть 1,5 10-6
передняя часть 9,0 10_6
передняя часть 9,2 10“6
Пустой держатель для проб 4,2-10“8 -2,3-10“7
провели их анализ (методику выделения см. в гл. 5). Образцы частиц исследовали с помощью рентгеноструктурного анализа, электронномикроскопического микрозондирования, энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDAX) и сканирующей электронной микроскопии.
Характер дифракции рентгеновских лучей на агрегированных частицах из dura mater черепах совпадал с ожидаемым для магнетита (рис. 21.3). Рассчитанный из этих данных параметр решетки оказался равным 0,8375 + 0,004 нм; это хорошо согласуется с данными для магнетита (0,8396 нм) и свидетельствует о том, что выделенный из черепах препарат-очень чистый магнетит. Число и относительная интенсивность рефлексов, специфичные для каждого кристаллического типа, тоже близко совпадали со справочными значениями (Joint Committee on Powder Diffraction Studies, 1974).
