Як пералётныя птушкі знаходзяць дарогу?

Апошнія навіны,Сусветная навіна ад 10 мая 2018 года

Здаецца, вучоныя раскрылі загадку пералётных птушак. Нядаўна выйшлі два навуковыя артыкулы пра тое, як птушкі арыентуюцца ў прасторы дзякуючы магнітным палям Зямлі.

Выявілася, што не часціцы жалеза ў дзюбе служаць ім компасам, як лічылася раней, а адмысловы бялок, які знаходзіцца ў вачах і дазваляе “бачыць” наваколле інакш.

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

Малінаўка. Фота Мікалая Вараб’я

Пратэін, які атрымаў назву Cry4, — адзін з некалькіх ужо вядомых навукоўцам. Яго адносяць да класу 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 адказваць за здольнасць арыентавацца ў прасторы, дзякуючы вызначэнню магнітных палей Зямлі.

Іншыя работы паказалі, што птушкі могуць арыентавацца па магнітных палях толькі калі на іх вочы трапляе святло блакітнага спектру. Гэта пацвярджала б, што механізм магнітнай арыентацыі візуальны і звязаны з крыптахромамі.

Каб лепш зразумець, як і што адбываецца, дзве каманды навукоўцаў правялі даследаванні. Навукоўцы са шведскага Лунда мералі экспрэсію генаў крыптахромаў Cry1, Cry2 і Cry4 у мазгу, мышцах і вачах амадзін. Паводле іх гіпотэзы, крыптахромы, звязаныя з арыентаваннем па магнітных палях, павінны мець магчымасць успрымаць інфармацыю даўжэй, чым суткі. Як і меркавалася, яны выявілі, 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 выявілі, што гены Cry1a, Cry1b і Cry2 актывізуюцца на аснове цыркадзіянных рытмаў, тады як актыўнасць гена Cry4 амаль пастаянная” – сказалі навукоўцы з універсітэта Ольдэнбурга.

Аднак нямецкія даследчыкі знайшлі таксама іншыя цікавыя рэчы: 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 падчас сезону міграцыі.

Аднак гэтыя доказы не наўпроставыя, таму навукоўцы з абедзвюх каманд заклікаюць працягваць даследаванні, каб канчаткова даказаць ролю бялка Cry4 у магнітарэцэпцыі.

Як жа птушкі ўспрымаюць магнітныя палі? 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 прадказаў магнітарэцэпцыю крыптахромаў, яны могуць дзейнічаць як своеасаблівы візуальны фільтр, які накладваецца на агульную карціну. Птушкі бачаць яе нейкім падобным чынам: