Цивилизация
Известно, что пчёлы (Apis mellifera) способны обмениваться информацией и точно указывать фуражирам, где находится источник нектара. Также широко известны исследования пчелиного танца, который содержит информацию о направлении на цветы. Однако знать направление от улья недостаточно, чтобы точно определить места сбора нектара. Пчела должна хорошо ориентироваться в пространстве. На данный момент доказано, что пчела способна ориентироваться по солнцу. Кроме того, считается, что пчёлы способны использовать различные предметы в качестве ориентиров.
Но все эти способности насекомого теряют смысл, когда условия навигации усложняются. Как пчела находит дорогу домой при плохой видимости или при потере ориентира, учёные не знали.
Оказалось, что пчелы кроме всего прочего способны чувствовать магнитное поле Земли и ориентироваться по нему. Эксперименты показали, что установка магнитов рядом с ульем изменяет характер поведения пчел, а маленькие магниты, закрепленные на брюшке пчелы, нарушают ее способность находить дорогу домой.
Исследование этой способности пчел позволили обнаружить клетки, реагирующие на магнитное поле. Эти клетки — трофоциты — расположены в брюшке пчелы и содержат гранулы, в состав которых входит железо. Гранулы имеют размер 0,5–1,0 микрометра, они распределены по цитоплазме трофоцита и прикреплены к цитоскелету. Гранулы имеют свойства парамагнетиков, то есть способны реагировать на магнитное поле. Наличие таких гранул и объясняет способность пчелы чувствовать магнитное поле. Как пчела использует эту способность, изучала группа ученых под руководством доктора биологических наук Чин Юан Хсу из университета Чан-Гун, Тайвань. Результаты исследований опубликованы в апрельском номере журнала PLoS ONE.
Исследователи разработали эффективную систему для выделения железосодержащих гранул и проверили, может ли меняться форма, размер или магнитные свойства гранул в зависимости от внешнего магнитного поля.
Оказалось, что в магнитном поле железосодержащие гранулы трофоцитов изменяют свой размер и сжимаются вдоль силовых линий.
Изменение формы отслеживается трофоцитами и окружающими их клетками. В результате пчела получает информацию о силе и направлении силовых линий магнитного поля. Эта информация используется для создания пространственной карты магнитного поля. Трофоциты, наполненные железосодержащими гранулами, способны реагировать на малейшее изменение магнитного поля. Поэтому пчелы способны отреагировать на изменение интенсивности магнитного поля на 26 нанотесл, при том что магнитное поле Земли составляет 45000 нанотесл!
В соответствии с этими результатами авторы предложили гипотезу способа ориентации насекомых и птиц по магнитного полю. По их мнению, каждый полет с использованием магнитной навигации должен проходить по прямой, соединяющей начальный и конечный пункты.
А ведь именно так летят перелетные птицы.
Кроме того, прежде чем получить возможность эффективно использовать магнитное поле для навигации, необходим предварительный облет точки вылета, что позволяет магниточувствительным клеткам привыкнуть к новым условиям и создать карту магнитного поля. Это явление также наблюдается в случае с почтовыми голубями. Выпущенные в новом месте, они сначала делают несколько кругов вокруг места выпуска и только потом направляются к дому.