У рыб нашли магниточувствительные клетки

Клетки радужной форели в переменном магнитном поле ведут себя подобно стрелке компаса. По словам учёных, это первые непротиворечивые результаты, указывающие на существование таких клеток у животных.

Магниточувствительная клетка форели и микрофотография включений магнетита (изображение авторов исследования).

Впервые способность ориентации в магнитном поле была обнаружена у птиц в 1960-х годах. Хотя с тех пор магнитное чувство нашли ещё у целого ряда животных, механизм его оставался неясен. Во-первых, у животных, очевидно, не было органа, который собирал бы магнитный сигнал, усиливал его и переводил на язык нейронных импульсов, как это делает ухо со звуковыми колебаниями. Во-вторых, соответствующие рецепторные клетки должны были бы содержать магниточувствительные структуры — например, кристаллы магнетита. Этот минерал был найден у бактерий, которые тоже могут чувствовать магнитное поле. Но большинство попыток отыскать магнетитовые клетки у животных заканчивалось неудачей: мешало или загрязнение простым железом, или те же примеси бактериального магнетита.

Исследователям из Мюнхенского университета Людвига — Максимилиана (ФРГ) удалось надёжно показать, что магниточувствительные клетки действительно существуют. Учёные экспериментировали с клетками эпителия радужной форели, которая, как и другие мигрирующие животные, может ориентироваться по магнитному полю. Ранее что-то подобное у форели находили, но результаты считались «требующими дополнительной проверки». На сей раз, по-видимому, никаких сомнений возникнуть не должно. Исследователи помещали эпителиальные клетки в переменное магнитное поле. Те клетки, которые пытались крутиться вместе с полем, и были магнитными. Частота таких клеток в зоне магниточувствительности у форели невелика — одна на 10 тысяч, всего около сотни.

С другой стороны, как отмечают исследователи в журнале PNAS, малочисленность таких клеток компенсируется их высокой чувствительностью. А чувствительность обеспечивается большими скоплениями магнетитовых кристаллов: в 10–20-микронной клетке магнетитовые включения занимают один микрон. Клеточные «магнитные стрелки» прикреплены к мембране, и, как полагают учёные, при изменении ориентации магнитного поля магнетитовые частицы «напрягаются» и передают это напряжение непосредственно клеточной мембране, с которой соответствующий импульс идёт по нейронам в мозг.

Вместе с тем нельзя пока сказать однозначно, играют ли эти клетки роль рецепторов. Иными словами, это магниточувствительные клетки, но пока ещё не клетки магнитного чувства. Чтобы полностью убедиться в их рецепторной функции, учёные должны увидеть передачу специфического нейронного сигнала с этих клеток в ответ на изменения поля.

Обратная ситуация имеет место у птиц: у них нашли нейроны для передачи магнитного сигнала, но до сих пор не нашли рецепторных клеток. Надо думать, что метод, которым учёные искали рецепторы магнитного поля у форели, сработает и у птиц, и тогда таинственная магнитная чувствительность наконец-то получит полное анатомическое воплощение.

Подготовлено по материалам The Scientist.