Животные, столь же разнообразные как мигрирующие гуси, морские черепахи и волки, как известно, проводят магнитное поле Земли использования. Но до сих пор, никто не точно определил вполне, как они делают это. Датчик, найденный у червей по имени C. elegans, является микроскопической структурой в конце нейрона, который другие животные, вероятно, разделяют, учитывая общие черты в мозговой структуре через разновидности. Датчик похож на наноразмерную телевизионную антенну, и черви используют его, чтобы провести метрополитен.
«Возможности состоят в том, что те же самые молекулы будут использоваться более милыми животными как бабочки и птицы», сказал Джон Пирс-Шимомура, доцент нейробиологии в Колледже Естественных наук и члене исследовательской группы. «Это дает нам первую точку опоры в понимании магнитосенсации у других животных».Исследователи обнаружили, что голодные черви в заполненных желатином трубах склонны спускаться, стратегия, которую они могли бы использовать, ища еду.
Когда исследователи принесли червей в лабораторию от других частей мира, черви недооценили не все движение. В зависимости от того, где они были от – Гавайи, Англия или Австралия, например – они двинулись в точный угол к магнитному полю, которое будет соответствовать вниз, если бы они были назад домой.
Например, австралийские черви двинулись вверх в трубы. Ориентация магнитного поля варьируется от пятна до пятна на Земле, и система датчика магнитного поля каждого червя точно настроена на ее окружение, позволив ему сказать от вниз.Исследование издано сегодня в iLife журнала.Ведущий автор исследования – Андрес Видаль-Гэдеа, бывший постдокторский исследователь в Колледже Естественных наук в UT Austin, теперь преподаватель в Университете штата Иллинойс.
Он отметил, что C. elegans является только одной из бесчисленных разновидностей, живущих в почве, многие из которых, как известно, мигрируют вертикально.«Я очарован перспективой, что магнитное обнаружение могло быть широко распространено через почву, живущую организмы», сказал Видаль-Гэдеа.
Нейробиологи и инженеры, которые используют C. elegans в их исследовании болезни Альцгеймера и склонности, ранее обнаружили способность червя ощутить влажность. Та работа принудила их спрашивать, что еще черви могли бы быть в состоянии ощутить, такие как магнитные поля.
В 2012 ученые из Медицинского колледжа Бэйлора объявили об открытии клеток головного мозга у голубей, которые обрабатывают информацию о магнитных полях, но они не обнаружили который часть чувств тела области. Та команда и другие предложили магнитодатчик во внутреннем ухе птиц.«Это была конкурентоспособная гонка, чтобы найти первый магнитосенсорный нейрон», сказал, Проникают-Shimomura. «И мы думаем, что победили с червями, который является большим удивлением, потому что никто не подозревал, что черви могли ощутить магнитное поле Земли».Нейрон, щеголяющий датчиком магнитного поля, названным нейроном AFD, как было уже известно, ощущал уровни углекислого газа и температуру.
Исследователи обнаружили магнитосенсорные способности червей, изменив магнитное поле вокруг них со специальной магнитной системой катушки и затем наблюдая изменения в поведении. Они также показали, что черви, которые были генетически спроектированы, чтобы иметь сломанный нейрон AFD, не ориентировали себя вверх и вниз также, как и нормальные черви. Наконец, исследователи использовали технику, названную отображением кальция, чтобы продемонстрировать, что изменения в магнитном поле заставляют нейрон AFD активировать.
Проникните-Shimomura предположил, что это исследование могло бы открыть возможность управления магнитными полями, чтобы защитить сельскохозяйственные зерновые культуры от вредных вредителей. Другие члены исследовательской группы из Колледжа Естественных наук – Джошуа Рассел, бывший аспирант, который закончил его доктора философии; Кристи Уорд, бывший студент; и Силия Берон, нынешний студент.
Члены исследовательской группы из Школы Cockrell Разработки: доктор Адела Бен-Иакар, адъюнкт-профессор машиностроения; Нэвид Горэшиэн, бывший аспирант, который закончил его доктора философии; и Сертэн Гокс, нынешний аспирант.Поддержка этого исследования пришла из Национальных Институтов Здоровья и Национального Института Неврологических расстройств и Удара.