Как почтовые голуби находят дорогу домой: научные гипотезы
Ученые уже знают, что при путешествии по известным маршрутам голуби используют визуальные ориентиры. Люди тоже так делают, так что представить, как это происходит, несложно. Однако ученые также предполагали, что у этих птиц есть особое чувство, которое позволяет им ощущать магнитное поле Земли и ориентироваться по нему — оно называется магниторецепция. Причем эта информация была скорее очень правдоподобной гипотезой, чем фактом, поскольку до сих пор не было известно, как именно голуби (и некоторые другие виды птиц) это делают. Кстати, ранее «TechInsider» рассказывала, как перелетные птицы понимают, куда им лететь зимой.
В исследовании, опубликованном в журнале Proceedings of National Academy of Sciences, австралийские и немецкие ученые проверили теорию, которая пытается связать магниторецепцию у почтовых голубей с неким веществом обнаруженным во внутреннем ухе птиц. Но обо всем по порядку.
Как голуби находят дорогу обратно — гипотезы
Ученые потратили десятилетия на изучение возможных механизмов магниторецепции. В настоящее время существуют две основные теории.
Первая — у голубей особое зрение. Предполагалось, что у почтовых голубей и других перелетных птиц в сетчатке глаз есть светочувствительные белки, называемые криптохромами. Они производят электрический сигнал, который изменяется в зависимости от силы местного магнитного поля. Эти молекулы также обладают высокой светочувствительностью и реагируют на голубой участок спектра, а также на ультрафиолет. Это потенциально может позволить птицам «видеть» магнитное поле Земли, хотя ученым еще предстоит подтвердить эту теорию.
Вторая гипотеза основана на наличии во внутреннем ухе птиц некого магнитного материала, который служит своеобразным компасом — реагирует на магнитное поле Земли и подсказывает голубям, куда лететь. Такие магнитные частицы встречаются в природе у группы бактерий, обладающих магнитотаксисом — способностью реагировать своим движением на магнитное поле.
В настоящее время ученые ищут эти магнитные частицы в организмах различных видов птиц. В 2007 году немецкие ученые нашли похожие вещества в клюве почтовых голубей, однако через пять лет австрийские исследователи опровергли эти результаты, обнаружив, что такие частицы в клюве были связаны с хранением железа, а не с ориентацией по магнитному полю.
Магнитные частицы могут быть в ушах голубей
В исследовании 2013 года международная группа ученых впервые обнаружила кутиколосомы - небольшие сферические органеллы размером в несколько сотен нанометров, расположенные в волосковых клетках вестибулярного аппарата птиц. Они состоят из частиц магнитного ферригидрита — кристаллической формы оксида железа с включениями молекул воды, то есть, потенциально могут быть этими магнитными частицами, отвечающими за ориентацию на местности.
Отдельные кутикулосомы были расположены в областях внутреннего уха голубя, где находятся и другие известные сенсорные системы, ответственные, например, за слух и равновесие. Ученые посчитали, что было бы логично, если бы магнитная сенсорная система голубей располагалась там же.
Но чтобы определить, могут ли кутикулосомы выполнять функцию магниторецепторов, ученым необходимо было сначала исследовать их магнитные свойства. Это довольно сложно, поскольку кутикулосомы в 1000 раз меньше песчинки и обнаруживаются только в 30% волосковых клеток внутреннего уха, что затрудняет их поиск и описание.
Опровержение популярной гипотезы
Чтобы выяснить, действительно ли кутикулосомы помогают голубям не сбиваться с маршрута, группа ученых из Мельбурнского университета (Австралия) вместе с коллегами из Научно-исследовательского института молекулярной патологии (Австрия) и Общества Макса Планка (Германия) использовала новую технологию визуализации для изучения магнитных свойств кутикулосом во внутреннем ухе голубя.
Для этого они разработали магнитный микроскоп, который использует датчики на основе алмазов для визуализации тонких магнитных полей, исходящих от крошечных магнитных частиц. С его помощью исследователи тщательно изучили тонкие срезы тканей внутреннего уха голубя, помещенные непосредственно на алмазные датчики. Направляя на эти образцы магнитные поля различной силы, авторы смогли измерить магнитную восприимчивость отдельных кутикулосом.
Результаты показали, что магнитные свойства кутикулосом были недостаточно сильными, чтобы их можно было считать магниторецепторами. На самом деле частицы в этих органеллаъ должны были быть в 100 000 раз сильнее, чтобы активировать сенсорные пути, необходимые для магниторецепции у голубей.
Таким образом, гипотезы относительно того, как почтовые голуби находят путь домой, пока что остаются неподтвержденными. Ученые продолжают работать, а нам остается поражаться удивительным способностям этих птиц.
Голубей используют в качестве «почтальонов» уже много сотен лет, но до сих пор не совсем понято, почему они безошибочно находят правильную дорогу домой