У тварин вперше виявили чутливі до магнітного поля нейрони

Група нейрофізіологів з Техаського університету в Остіні виявила у круглих хробаків () особливі сенсорні нейрони, за допомогою яких хробаки можуть орієнтуватися під землею по магнітному полю нашої планети. Роботу опубліковано в журналі.

В організмі нематод всього близько 1000 клітин, з них 302 це нейрони. Набір з двох нейронів, відомих під абревіатурою AFD є частиною амфіди - хеморецепторного органу круглих хробаків. Згідно з базою даних WormBase ці нервові клітини беруть участь у майже десятці різних поведінкових паттерів і фізіологічних функцій, проте головним їх призначенням залишається визначення рівня діоксиду вуглецю і температури навколишнього середовища. Дендрити цих нейронів закінчуються особливим «наконечником» що нагадує по структурі телевізійну антену. До недавнього часу вважалося, що це терморецептори, проте нова робота техаських нейрофізіологів показує, що, ймовірно, це одночасно і магніторецептори.

Вчені поставили наступний експеримент. Вони випускали нематод у вертикальну, наповнену желатином трубку. Голодні хробаки завжди повзли вниз, а ситі нагору. Це звичайна поведінкова стратегія хробаків при пошуку їжі. Однак єдиним орієнтиром в умовах експерименту для них могла бути лише спрямованість потоків магнітного поля Землі.

Відомо, що спрямованість магнітних потоків у північній та південній півкулях протилежна. Всі голодні черв'яки, доставлені в лабораторію з різних регіонів північної півкулі, незмінно рухалися вниз. Тоді як, наприклад, голодні черв'яки з Австралії, навпаки завжди рухалися вгору. Це означало, що вони також орієнтувалися по магнітному полю, але «думали», що вони у себе на «батьківщині», і значить їм потрібно вибирати вектор руху по потоку, а не проти нього, щоб дістатися до глибоких шарів ґрунту і там знайти харчування.

У генетично модифікованих хробаків зі зруйнованими AFD-нейронами вибір напрямку руху в трубці носив випадковий характер. Додатково дослідники використовували техніку впровадження кальцієвих індикаторів - спеціальних флуоресцентних молекул, що світяться в момент пов'язування з іонами кальцію, яка продемонструвала, що активність AFD-нейронів безпосередньо пов'язана зі зміною магнітного поля.

У 2012 році дослідники з медичного коледжу Бейлора заявляли, що виявили магніторецептори у голубів, але не змогли виділити конкретні нейрони або рецепторні структури в сукупності нервових клітин внутрішнього вуха птахів. Фахівці з Техасу вважають, що структура магніторецепторів повинна бути однакова у всіх тварин, здатних орієнтуватися по магнітному полю Землі (птахів, морських черепах, вовків) і тепер, коли зразок такого роду нейронів встановлений, їх буде простіше виявити у інших видів.