Физика в мире животных: как акулы ориентируются при помощи магнитного поля Земли

в 14:00, , рубрики: акулы, Биотехнологии, Блог компании Selectel, магнитное поле, миграция, Научно-популярное, физика
Физика в мире животных: как акулы ориентируются при помощи магнитного поля Земли - 1

Биологи долгое время считали, что акулы чувствуют магнитное поле Земли и ориентируются благодаря ему. Сейчас, наконец, нашелся ученый, который это доказал

Каждый год большие белые акулы совершают продолжительное путешествие длиною в 20 000 км, преодолевая расстояние от Южной Африки до Австралии. По пути они никуда не сворачивают, траектория путешествия представляет практически идеальную прямую линию. И это не все — они не только доплывают до Австралии, но и возвращаются обратно. Естественно, в воде нет каких-либо более-менее узнаваемых примет, которые помогают этим рыбам ориентироваться. Более того, по пути встречаются разные течения, меняется температура воды, день сменяется ночью. Но акулы плывут по прямой линии, не сбиваясь с дороги.

Десятилетиями ученые обсуждали теорию, согласно которой акулы чувствуют магнитное поле Земли, используя его для ориентирования в пространстве. Но акула — не голубь, практически подтвердить теорию достаточно сложно. Белые акулы вырастают до огромных размеров — до 6 метров в длину и массой до тонны или даже больше. Сложно себе представить лабораторию, в которой можно создать водоем с этими огромными рыбами и что-то там тестировать. Но эту проблему все же удалось решить, результаты исследования опубликованы в Current Biology.

Для того, чтобы доказать гипотезу, Брайан Келлер, исследователь из Университета штата Флорида (англ. Florida State University, FSU), создал систему, способную создавать магнитные поля разной конфигурации. Он построил 3-метровый куб из дерева с большим резервуаром в центре. Также он намотал на куб около 2 км медной проволоки. При подключении к источнику питания эта обмотка генерирует магнитное поле. Регулируя подачу тока, Келлер получит возможность генерировать магнитное поле разной конфигурации, имитируя определенные условия, с которыми акулы могут столкнуться в океане. При помощи своей системы Келлер решил проверить, будет ли акула, помещенная в резервуар с водой, реагировать на изменение магнитного поля.

Этот способ уже использовался для изучения возможностей других морских животных, например, черепах. Келлер, будучи уверенным в том, что акулы способны чувствовать магнитное поле (это показали другие ученые), решил узнать, как именно эти огромные рыбы используют свое умение. «Для проведения исследования нам нужен был вид акул, которые мигрируют, но небольшого размера. Я остановил свой выбор на малоголовой молот-рыбе», — рассказал Келлер. Этот вид акул сбивается в стаи, которые мигрируют от побережья Флориды к Мексиканскому заливу, где они проводят зиму.

Келлер протестировал акул с моделированием трех разных конфигураций магнитных полей. Одна конфигурация соответствовала побережью Флориды. Вторая — точке в 600 км к югу от обычного маршрута рыбы-молота, третья — точка в 600 км от региона в Теннеси, где эти акулы никогда не были и быть не могли. Первые две конфигурации не оказали на рыб особого влияния. Но третья — да, в ходе теста рыбы стали плавать так, чтобы их голова указывала на север. Келлер пришел к выводу, что акулы не просто способны ощущать магнитное поле, но и двигаются благодаря этому умению в определенном направлении.

Исследование Келлера заинтересовало и других ученых, связанных с темой ориентирования животных благодаря магнитному полю. Так, Кеннет Ломанн, профессор биологии Университета Северной Каролины, посчитал исследование Келлера наглядной демонстрацией возможностей акул. Ломанн ранее обнаружил и изучил аналогичные способности у лосося и морских черепах. Вероятно, считает но, способность ориентирования при помощи магнитного поля широко распространена у мигрирующих морских животных.

По словам Ломанна, молодые акулы запоминают магнитный «адрес» своего родного региона, что помогает им мигрировать на тысячи километров, всегда возвращаясь в родные места.

Физика в мире животных: как акулы ориентируются при помощи магнитного поля Земли - 2

Что касается других животных, то те же лососи, кроме магнитного поля, используют еще и обоняние для определения «родных» мест. Возможно, аналогичным образом действуют и акулы, у которых обоняние развито чрезвычайно хорошо.

Еще один важный вопрос — как именно акулы или другие живые организмы ощущают магнитное поле. Это настоящая загадка. Есть предположение, что в какой-либо орган «встроены» небольшие кристаллы магнитного вещества. Возможно, кристаллики этого вещества находятся где-то в нервной системе. Второе предположение — магнитные поля воздействуют на рецепторы зрительной системы рыбы, черепахи или другого живого организма. В итоге при ориентировании на север окружающая «картинка» краснеет. Если так, то получается, что у животных есть нечто вроде примитивной гарнитуры дополненной реальности.

У акул есть также специальные органы чувств, которые называются ампулами Лоренцини. Они отвечают за электрорецепцию и достигли максимального развития у хрящевых рыб (акул, скатов и химер). Эти органы позволяют рыбам улавливать электрические поля и замечать чрезвычайно малые изменения в их напряженности.

По словам ученых, ознакомившихся с исследованием Келлера, оно важно, поскольку дает возможность разобраться с механизмом миграции рыб. Вероятно, подобные исследования помогут понять, мешают ли механизму миграции подводные коммуникации проложенные человеком — например, подводные кабели, идущие по дну от ветрогенераторов, расположенных в море, к берегу. Возможно, электрический ток, генерирующий слабое магнитное поле, будет сбивать стаи рыб и других морских животных с пути.

Пока что с этим вопросом ничего не ясно. Возможно, что технологические сооружения как-то влияют на животных, возможно, на одни виды влияют, на другие нет. Существует и вероятность полного отсутствия какого-либо влияния энергетических установок человека на животных. Но в любом случае, нужно быть осторожными, чтобы не нанести ущерб животным, которые мигрируют, ориентируясь благодаря магнитному полю.

Автор: Александр

Источник


* - обязательные к заполнению поля


https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js