Вчені з’ясували, що голуби сприймають магнітне поле Землі не очима і не дзьобом, як вважали раніше, а завдяки внутрішньому вуху. До такого висновку дійшла команда дослідників з Мюнхенського університету Людвіга-Максиміліана (LMU) у Німеччині.
Про це повідомило видання earth.com.
Під час експерименту науковці працювали з 27 голубами у спеціально екранованій лабораторії. Спочатку фонове магнітне поле повністю «гасили», а потім протягом 72 хвилин подавали контрольований сигнал силою 150 мікротесла. Це дозволило простежити, які саме ділянки мозку реагують винятково на магнітний стимул.
Повне картування мозкової активності показало чітку послідовність реакцій. Першими активувалися вестибулярні ядра — структури стовбура мозку, пов’язані з внутрішнім вухом і контролем рівноваги. Далі сигнал передавався до мезопалію, який обробляє різні сенсорні сигнали, а згодом — до гіпокампа, відповідального за просторову пам’ять і навігацію. Інших істотних змін у мозку майже не зафіксували, що свідчить про специфічну, а не загальну реакцію.
Для фіксації активних нейронів дослідники використали маркер c-FOS — ген, який активується в клітинах після недавнього збудження. Принципово важливо, що ті самі зони мозку залишалися активними навіть у повній темряві. Це стало вагомим аргументом проти версії, що магнітне поле сприймається через світлочутливі білки криптохроми в очах.
Паралельно команда детально вивчила клітини внутрішнього вуха. Секвенування РНК окремих клітин показало, що один із типів волоскових клітин у півколових каналах містить велику кількість вольтажно-залежних іонних каналів. Саме вони надзвичайно чутливі до слабких електричних змін, які можуть виникати під час руху рідини у вусі крізь магнітне поле Землі.
Цей процес пов’язують з електромагнітною індукцією: коли голуб рухає головою, рідина в півколових каналах зміщується, і перетин магнітного поля створює мікроскопічні електричні сигнали. На відміну від сигналів рівноваги, що виникають через механічне згинання желеподібної структури, індукція формує окремий — електричний — «канал». Саме його мозок, імовірно, і зчитує як магнітну інформацію.
Автори дослідження нагадують, що суперечки навколо магніторецепції тривають уже десятиліттями. Раніше основними вважалися дві гіпотези: роль криптохромів у сітківці ока та участь магнетиту — кристалів оксиду заліза. Водночас дослідження 2012 року показало, що залізовмісні структури в дзьобах голубів є імунними клітинами, а не магнітними сенсорами, що знову повернуло увагу на внутрішнє вухо.
Попри переконливі дані, вчені визнають обмеження роботи. Зафіксована нейронна активність не доводить, що голуби обов’язково використовують цей механізм у природних умовах. Магнітні поля в лабораторії відрізняються від природних, а різні види тварин можуть по-різному орієнтуватися в просторі.
Втім, результати дають нове розуміння того, як сигнали магнітного поля перетворюються на нервові імпульси. Дослідники припускають, що внутрішнє вухо відіграє значно важливішу роль у навігації тварин, ніж вважалося раніше, і цей механізм може бути характерним не лише для голубів, а й для інших видів.