Наука2 март 2023

Всички живи клетки имат молекулярната машина за „шесто чувство“

Рецептор в ретината на птиците отговаря за реакцията им на магнитното поле

Илюстрация: Мехди Сепехри, Unsplash

Всяко животно на Земята може да има в себе си молекулярна машина за усещане на магнитни полета, дори тези организми, които не се движат или мигрират, използвайки това мистериозно „шесто чувство“. Учените, работещи с плодови мушици, вече са идентифицирали вездесъща молекула във всички живи клетки, която може да реагира на магнитна чувствителност, ако присъства в достатъчно големи количества или ако други молекули я подпомагат.

Новите открития предполагат, че магниторецепцията може да бъде много по-разпространена в животинското царство, отколкото някога сме знаели. Ако изследователите са прави, това може да е удивително древна характеристика, споделяна от почти всички живи същества, макар и с различна сила.

Това не означава, че всички животни или растения могат активно да усещат и следват магнитни полета, но предполага, че всички живи клетки могат, включително нашите.

„Начинът, по който усещаме външния свят, от зрението, слуха до докосването, вкуса и обонянието, е добре изучен. Но кои животни могат да усетят и как реагират на магнитно поле остава неизвестно. Това проучване постигна значителен напредък в разбирането как животните усещат и реагират на външни магнитни полета - много активно и оспорвано поле“ - казва неврологът Ричард Бейнс от университета в Манчестър.

Магнитното възприемане може да ни звучи като магия, но много риби, земноводни, влечуги, птици и други бозайници в дивата природа могат да усетят привличането на магнитното поле на Земята и да го използват, за да се ориентират в Космоса.

Тъй като тази сила е по същество невидима за нашия вид, на учените им отне доста време да я забележат. Едва през 60-те години се появиха трудове, доказващи, че бактериите могат да усещат магнитни полета и да се ориентират по отношение на тези полета. През 70-те години академичният свят откри, че някои птици и риби следват магнитното поле на Земята при миграция. Дори и до ден днешен обаче все още не е ясно как толкова много животни постигат тези невероятни навигационни умения.

В края на миналия век учените предположиха, че това усещане за магнитен компас може да включва радикални двойки, молекули с несдвоени електрони от външната обвивка, които образуват двойка заплетени електрони, чиито завъртания се променят от магнитното поле на Земята.

До днес в научния свят се говореше само за специфична молекула, в която могат да се образуват радикалните двойки. Тази молекула – рецептор в ретината на мигриращи птици, наречена криптохром – може да усети светлина и магнетизъм и изглежда, че работи чрез квантово заплитане.

Най-общо казано, когато криптохромът абсорбира светлина, енергията задейства един от неговите електрони, като го тласка да заеме едно от двете въртящи се състояния, всяко от които е различно повлияно от геомагнитното поле на Земята. Криптохромите са били водещото обяснение за това как животните усещат магнитни полета. Но сега изследователи от университетите в Манчестър и Лестър са идентифицирали друг кандидат.

Манипулирайки гените на плодовите мушици, екипът установи, че молекула, наречена флавин аденин динуклеотид (FAD), която обикновено образува радикална двойка с криптохроми, всъщност е магниторецептор сама по себе си. Тази основна молекула се намира на различни нива във всички клетки и колкото по-висока е концентрацията, толкова по-вероятно е тя да придаде магнитна чувствителност, дори когато липсват криптохроми.

„Едно от най-удивителните ни открития и това, което е в противоречие с настоящото разбиране, е, че клетките продължават да „усещат“ магнитни полета, когато присъства само много малък фрагмент от криптохром“, обяснява неврологът Адам Брадлау от университета в Манчестър. „Това показва, че клетките могат, поне в лаборатория, да усещат магнитни полета по други начини."

Изследването е публикувано в Nature.

Източник