Черепашата потанцевали в магнитном поле

Американские ученые выяснили, что головастые черепахи могут различать магнитные поля, опираясь на их угол наклона и интенсивность. Когда черепашат помещали в магнитное поле, в котором им ранее давали еду, животные начинали «танцевать» — наклоняли туловище и перебирали ластами, иногда кружась на месте. Также исследователи обнаружили, что черепахи обладают двойным механизмом магниторецепции. Результаты работы опубликованы в Nature.

Морские черепахи умеют ориентироваться по магнитному полю земли: так они мигрируют, находят места гнездования или участки, где можно полакомиться, а также остаются в пределах благоприятных океанских течений. Однако не вполне ясно, как именно черепахи распознают магнитное поле, и на какие характеристики реагируют.

Чтобы выяснить это, исследователи из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл под руководством Кайлы Гофорт (Kayla Goforth) провели эксперимент с молодыми логерхедами или головастыми черепахами (Caretta caretta), которых содержали в неволе. Черепашат помещали в два искусственно созданных магнитных поля, но кормили только в одном. Поскольку в ожидании еды черепахи начинают демонстрировать своего рода танец — вертикально наклоняют туловище, удерживают голову над водой, открывают рот и быстро перебирают передними ластами, иногда вращаясь на месте, ученым было легко понять, различают ли они поля.

Первая группа черепах училась различать две магнитные сигнатуры: южную по отношению к испытательному полигону, примерно соответствующую области в Мексиканском заливе, и северную, соответствующую области недалеко от Нью-Гемпшира. Поля различались углом наклона и интенсивностью. Оказалось, что черепахи действительно танцуют гораздо больше в том поле, где их ранее кормили, и даже спустя четыре месяца они все еще различали поля.

Ученые проверили результаты еще на трех группах черепах, во всех случаях используя разные магнитные поля, и все черепахи успешно учились различать их. Одну из групп ученые научили различать два дополнительных поля — так выяснилось, что логерхеды могут ассоциировать еду с несколькими магнитными полями. Еще один эксперимент показал, что головастые черепахи реагируют как на угол наклона поля, так и на его интенсивность: когда ученые предложили черепахам третье поле, где одна характеристика совпадала с вознаграждаемым, а другая — с невознаграждаемым, они отреагировали на него так же, как и на поле, где их не кормили. Таким образом, для запоминания поля важны оба показателя.

Чтобы выяснить, чем именно черепахи воспринимают магнитное поле, ученые протестировали их повторно с использованием широкополосных радиочастотных полей, которые нарушают магнитное восприятие птиц и других животных, поскольку препятствует химической магниторецепции. Однако на черепах они не подействовали, и они по-прежнему могли различать два поля. Другой эксперимент с только что вылупившимся черепашатами продемонстрировал, что радиочастотные поля влияют на их ориентацию в пространстве. Поскольку ориентация требует использования как магнитной карты, так и магнитного компаса, ученые заключили, что радиочастотные поля нарушают работу компаса, но не карты.

Можно было бы заключить, что чувство магнитного компаса у черепах, по всей видимости, основано на химической магниторецепции, а в основе чувства карты лежит какой-то другой механизм. Однако черепахи в эксперименте продолжали ориентироваться даже после того, как был выключен свет, хотя для химической магниторецепции он необходим. Этот парадокс разрешим, если верить предположению, что инициированные светом реакции в магниторецепторах могут продолжаться и в темноте в течение нескольких минут или часов.

Авторы пришли к выводу, что в основе чувства магнитной карты и магнитного компаса у черепах лежат два разных биофизических механизма. Они предположили, что и у других мигрирующих позвоночных могут быть двойные системы магниторецепции. Несколько других исследований на птицах и земноводных подтверждают эту гипотезу.

Ранее мы рассказывали о том, что птицы зонотрихии умеют отключать магниточувствительные нейроны, когда отдыхают во время миграции.