Ученые выяснили, как голуби находят дорогу домой
data-testid=»article-title» class=»content—article-header__title-3r content—article-header__withIcons-1h content—article-item-content__title-eZ content—article-item-content__unlimited-3J» itemProp=»headline»>Ученые выяснили, как голуби находят дорогу домойСегодняСегодня13 минСпособность почтовых голубей возвращаться домой за сотни и даже тысячи километров веками оставалась одной из самых интригующих загадок природы. Люди использовали этот феномен еще в Древнем Египте и Месопотамии. Во время мировых войн пернатые связисты доставляли донесения, рискуя жизнью, но научное объяснение их навигационного дара долгое время ускользало от исследователей. Ученые выдвигали десятки гипотез, спорили и опровергали друг друга. Разгадка оказалась спрятана глубоко в черепе птицы, а сам механизм напоминает работу высокочувствительного генератора. Долгие годы главным претендентом на роль внутреннего компаса были особые клетки, содержащие магнитный железняк, которые некоторые исследователи находили в клювах голубей. Однако в 2012 году эта красивая теория потерпела крах: австрийские и британские ученые доказали, что железосодержащие структуры в клюве — это всего лишь макрофаги, иммунные клетки, перерабатывающие отмершие эритроциты, и к навигации они не имеют никакого отношения .Способность почтовых голубей возвращаться домой за сотни и даже тысячи километров веками оставалась одной из самых интригующих загадок природы. Люди использовали этот феномен еще в Древнем Египте и Месопотамии. Во время мировых войн пернатые связисты доставляли донесения, рискуя жизнью, но научное объяснение их навигационного дара долгое время ускользало от исследователей. Ученые выдвигали десятки гипотез, спорили и опровергали друг друга. Разгадка оказалась спрятана глубоко в черепе птицы, а сам механизм напоминает работу высокочувствительного генератора. Долгие годы главным претендентом на роль внутреннего компаса были особые клетки, содержащие магнитный железняк, которые некоторые исследователи находили в клювах голубей. Однако в 2012 году эта красивая теория потерпела крах: австрийские и британские ученые доказали, что железосодержащие структуры в клюве — это всего лишь макрофаги, иммунные клетки, перерабатывающие отмершие эритроциты, и к навигации они не имеют никакого отношения ….Читать далее
Способность почтовых голубей возвращаться домой за сотни и даже тысячи километров веками оставалась одной из самых интригующих загадок природы. Люди использовали этот феномен еще в Древнем Египте и Месопотамии.
Во время мировых войн пернатые связисты доставляли донесения, рискуя жизнью, но научное объяснение их навигационного дара долгое время ускользало от исследователей. Ученые выдвигали десятки гипотез, спорили и опровергали друг друга. Разгадка оказалась спрятана глубоко в черепе птицы, а сам механизм напоминает работу высокочувствительного генератора.
Долгие годы главным претендентом на роль внутреннего компаса были особые клетки, содержащие магнитный железняк, которые некоторые исследователи находили в клювах голубей. Однако в 2012 году эта красивая теория потерпела крах: австрийские и британские ученые доказали, что железосодержащие структуры в клюве — это всего лишь макрофаги, иммунные клетки, перерабатывающие отмершие эритроциты, и к навигации они не имеют никакого отношения . После этого опровержения научный мир снова оказался у разбитого корыта, а поиск истинного механизма пришлось начинать заново.
Прорыв произошел совсем недавно, когда команда исследователей из Мюнхенского университета Людвига Максимилиана под руководством Дэвида Кейса применила принципиально новый подход. Ученые решили искать не предполагаемые сенсоры, а смотреть на реакцию мозга. Они помещали птиц в специально сконструированные камеры с кольцами Гельмгольца, которые позволяли полностью контролировать магнитное поле, отключая его и подавая импульсы разной силы. С помощью маркера C-FOS, который загорается в активных нейронах, и лазерного сканирования, делающего ткани мозга прозрачными, они создали трехмерную карту мозговой активности голубей.
Когда магнитное поле менялось, у птиц активировались исключительно медиальные вестибулярные ядра — области ствола мозга, отвечающие за равновесие и получающие сигналы из внутреннего уха. Зрительные центры оставались совершенно спокойными, что нанесло сокрушительный удар по теории «магнитного зрения», согласно которой птицы буквально видят линии магнитного поля благодаря особым белкам в глазах . Для чистоты эксперимента ученые проверили реакцию в полной темноте, и она сохранилась — значит, светочувствительные механизмы тут действительно ни при чем.
Следующим шагом стало изучение непосредственно внутреннего уха на молекулярном уровне. И здесь исследователей ждало главное открытие. В полукружных каналах, заполненных жидкостью, были обнаружены особые волосковые клетки второго типа, которые содержат большое количество вольтаж-зависимых ионных каналов. Эти клетки оказались чувствительны к слабейшим электрическим изменениям, возникающим при движении.
Суть открытого механизма заключается в физическом принципе электромагнитной индукции. Когда голубь поворачивает голову или набирает высоту, жидкость в его полукружных каналах смещается. Поскольку эта жидкость является проводником, при пересечении ею силовых линий магнитного поля Земли в ней возникают микроскопические электрические токи. Специализированные волосковые клетки улавливают эти токи и передают сигнал в мозг, который интерпретирует их как информацию о направлении . Похожая система давно известна у акул и скатов, которые используют электрорецепцию для охоты, но у птиц она выполняет навигационную функцию.
Голова птицы работает как своеобразный приемник GPS-сигнала, а ее движения в полете помогают сканировать пространство. Это объясняет, почему голуби иногда делают в воздухе загадочные петли и круги — вероятно, в такие моменты они буквально «настраивают» свой биокомпас, собирая максимум информации о магнитном поле . Интересно, что найденный механизм не исключает, а скорее дополняет другие способы ориентации. Ученые полагают, что у птиц есть целый арсенал инструментов: наряду с внутренним «магнитометром» они пользуются инфразвуковыми картами местности, запоминают визуальные ориентиры и ориентируются по солнцу. Но именно вестибулярная система, судя по всему, является базовой, позволяющей держать верный курс даже в кромешной тьме и на незнакомой территории.
Исследователи признают, что лабораторные условия отличаются от естественных, и активность нейронов не всегда означает, что в дикой природе птицы используют этот механизм постоянно. Однако теперь, когда точка приложения найдена, ученые могут копать дальше. Следующий шаг — понять, как именно мозг преобразует слабые электрические сигналы от внутреннего уха в четкую навигационную команду и какую роль в этом процессе играют гиппокамп и другие отделы, отвечающие за память. Разгадка этого механизма не только закрывает многовековой спор о голубиной почте, но и может дать толчок к созданию новых навигационных приборов, работающих по принципу биологических систем.