Бактерии помогают животным ощущать магнитное поле Земли

Как пчелы, птицы, киты и угри могут чувствовать магнитное поле Земли? В новой исследовательской статье излагаются результаты новых научных исследований.

Одна из самых стойких научных загадок за последнее столетие заключается в том, каким образом некоторые организмы обладают способностью ощущать магнитное поле Земли. Несмотря на несколько гипотез и большой объем исследований, до сих пор нет окончательного ответа на эту загадку магнетического чувства. В журнале Philosophical Transactions of the Royal Society B представлена  новая гипотеза, в которой утверждается, что это необъяснимое ощущение может быть результатом симбиотических отношений между животными и определенной группой бактерий, способных ориентироваться на Земле.

"Поиск механизма был предложен, как один из последних основных рубежей сенсорной биологии и описан так, как будто мы ищем иглу в стопке игл" — объясняет Роберт Фитак из Университета Центральной Флориды. На протяжении десятилетий ученым было известно, что ряд организмов, от пчел и птиц до китов и угрей, обладают способностью ощущать магнитное поле Земли. Точный механизм, лежащий в основе этого странного ощущения, так называемая магниторецепция, еще предстоит окончательно объяснить.

За последние несколько лет была выдвинута новая гипотеза магниторецепции, получившая название «симбиотическая гипотеза магнитного зондирования». Эта идея предполагает, что магнитотактические бактерии являются основным объяснением магнитного чутья некоторых животных.

Магнитотактические бактерии — это особая группа бактерий, которая ориентируется по магнитным полям с помощью специализированных внутриклеточных органелл, называемых магнитосомами. В недавно опубликованной статье Фитак и его коллеги представляют последние доказательства, подтверждающие гипотезу о том, что эти магниточувствительные бактерии играют роль в том, как животные ощущают окружающее геомагнитное поле.

Наиболее частой критикой гипотезы магниточувствительных бактерий является отсутствие доказательств, демонстрирующих присутствие магнитотактических бактерий в образцах тканей животных. В ответ на эту критику в новой статье создается большая метагеномная база данных, чтобы показать, что генетические следы магнитотактических бактерий обнаруживаются у многих видов животных.

Фитак предполагает, что у подозреваемых в магниторецептивной способности видов животных можно обнаружить ряд типов магнитотаксических бактерий. Было обнаружено, что атлантические киты, головастые морские черепахи и коричневые летучие мыши являются носителями различных типов бактерий, чувствительных к магнитному полю. Возможно, именно в этом кроется ответ на вопрос, почему птицы летают клином?

«Я работаю с соавторами и местными исследователями UCF над разработкой генетического теста на эти бактерии, и мы планируем впоследствии провести скрининг различных животных и конкретных тканей, таких как морские черепахи, рыбы, колючие омары и птицы», — добавляет Фитак, глядя на следующие этапы исследования.

В новой статье также цитируются два недавних исследования, в которых сообщается о первых эмпирических доказательствах, показывающих, что бактерии напрямую влияют на магнетизм организма. Первое исследование, опубликованное в прошлом году в журнале Nature Microbiology, показало, что особый тип микроорганизмов, известный как морские простейшие эукариоты, симбиотически приобрел свое магнитное значение непосредственно от магнитотактических бактерий.

Второе исследование описывает эксперимент по введению антибиотиков птицам, которые, как считается, полагаются на геомагнитные чувства в своих долгих ежегодных миграциях. Исследование еще не прошло рецензирование и не опубликовано, однако оно демонстрирует, что результаты лечения антибиотиками серьезно нарушают чувство направления птиц.

Несмотря на цитирование этих новых доказательств, в исследовании очень четко говорится, что эта гипотеза все еще остается глубоко спекулятивной. Неизвестно, как именно магнитотактические бактерии могли общаться со своим организмом-хозяином. Кроме того, даже неизвестно, где в животном должны проживать бактерии, чтобы обеспечить эффекты восприятия магнитного поля.