Загадка арыентацыі птушак па магнітных палях Зямлі нарэшце разгадана?

Нядаўна былі апублікаваныя два навуковыя артыкулы, прысвечаныя той самай тэме. А менавіта - як птушкі арыентуюцца ў прасторы дзякуючы магнітным палям нашай планеты? Аказалася, што гэта не часціцы жалеза ў дзюбе служаць ім компасам, а адмысловы белок, які знаходзіцца ў вачах і дазваляе “бачыць” наваколле інакш.

Абодва даследаванні былі праведзены на дробных вераб’іных птушках, якія ўжо не раз выкарыстоўваліся для гэтай і падобных мэтаў: малінаўках (Erithacus rubecula) і зебравых амадзінах (Taeniopygia guttata).

Пратэін, які атрымаў назву Cry4, - адзін з некалькіх ужо вядомых навукоўцам. Яго адносяць да класа крыптахромаў (cryptochromes) – гэта фотарэцэптары, якія адчувальныя на блакітнае святло і знойдзеныя не толькі ў жывёл, але і ў раслін. Яны іграюць важную ролю ў рэгуляванні цыркадных рытмаў.

У апошнія гады з’явіліся сведчанні, што крыптахромы ў вачах птушак могуць быць адказныя за здольнасць арыентавацца ў прасторы, дзякуючы вызначэнню магнітных палей Зямлі, то бок магнітарэцэпцыю.

Іншыя работы паказалі, што птушкі здольныя арыентавацца па магнітных палях толькі калі на іх вочы трапляе святло блакітнага спектру. Гэта пацверджвала б, што механізм магнітнай арыентацыі візуальны і звязаны з крыптахромамі. Каб лепш зразумець як і што адбываецца, дзве каманды навукоўцаў – з універсітэту Лунда (Швецыя) на зебравых амадзінах і універсітэту Carl von Ossietzky University Oldenburg (Германія) на малінаўках.

Навукоўцы з Лунду мералі экспрэсію генаў крыптахромаў Cry1, Cry2 і Cry4 у мазгу, мышцах і вачах амадзін. Паводле іх гіпотэзы, крыптахромы, звязаныя з магнітарэцэпцыяй, павінны мець магчымасць успрымаць інфармацыю даўжэй, чым суткі. Як і планавалася, яны знайшлі, што гены, адказныя за кадаванне Cry1 і Cry2, актывізаваліся штодзень, тады як ген Cry4 праяўляў сваю экспрэсію на пастаяннай аснове, што найлепш бы пасавала менавіта магнітарэцэптару.

Падобную знаходку зрабілі і нямецкія даследчыкі, але ў малінаўкі:

"Мы таксама знайшлі, што гены Cry1a, Cry1b і Cry2 актывізуюцца на аснове цыркадзіанных рытмаў, тады як актыўнасць гена Cry4 амаль пастаянная” – сказалі навукоўцы з універсітэту Ольдэнбурга.

Аднак нямецкія даследчыкі знайшлі таксама іншыя цікавыя рэчы: што бялок Cry4 размешчаны ў воку ў такім месцы, якое атрымлівае шмат святла, што таксама мае сэнс для магнітарэцэптара. Таксама цікава, што сінтэз гэтага бялка ў малінавак павялічваецца пад час сезону міграцыі.

Аднак гэтыя доказы не з’яўляюцца наўпроставымі і таму навукоўцы з абодвух каманд заклікаюць працягваць даследаванні каб канчаткова даказаць ролю бялка Cry4 у магнітарэцэпцыі.

Як жа птушкі ўспрымаюць магнітныя паля з дапамогай магнітарэцэпцыі? Зразумела, што мы можам паспрабаваць зрабіць кампутарную сімуляцыю, але наколькі яна адпавядае рэчаіснасці – цяжка сказаць. Паводле даследчай групы Theoretical and Computational Biophysics ва ўніверсітэце штата Ілінойс (ЗША), дзе ўпершыню яшчэ ў 1978 годзе Клаўс Шультэн (Klaus Schulten) прадказаў магнетарэцэпцыю крыптахромаў, яны могуць дзейнічаць як своеасаблівы візуальны фільтр, які накладваецца на агульную карціну, якую бачаць птушкі нейкім падобным чынам:

сімуляцыя