Cacing gelang, lalat buah, kupu-kupu, ikan, merpati, kelelawar menggunakan medan magnet bumi untuk navigasi. Seseorang kehilangan kemampuan seperti itu dan tanpa perangkat khusus dia tersesat. Bagaimana kompas biokimia alami bekerja - dalam bahan RIA Novosti.
Cacing berpikir
Caenorhabditis elegans cacing gelang, yang menempati anak tangga terendah di kerajaan hewan, memiliki hasil kecil di otak, di ujung neuron AFD, mirip dengan antena televisi mikroskopis. Ini adalah bio-kompas yang digunakan cacing untuk menjelajahi tanah.
Berkat biokompas, cacing bergerak ke bawah untuk mencari makanan. Dalam percobaan yang dilakukan oleh para ilmuwan di University of Texas (AS), cacing kehilangan orientasi dan bergerak secara kacau jika medan magnet di sekitarnya terdistorsi. Eksperimen lebih lanjut menunjukkan bahwa lintasan juga tergantung di bagian dunia mana cacing tersebut dilahirkan dan dibesarkan. Jadi, "penduduk asli Texas" bergerak sejajar dengan permukaan bumi, dan cacing Hawaii, Inggris, dan Australia - pada sudut yang sesuai dengan distorsi garis medan magnet yang merupakan karakteristik tempat asal mereka.
Biokompas proses di otak cacing nematoda / ilustrasi oleh RIA Novosti.
Mengendus ikan
Video promosi:
Pada ikan, kompas biokimia yang bereaksi terhadap medan magnet bumi terletak di hidung. Ilmuwan dari University of Ludwig Maximilian (Jerman) mampu mengisolasi sel dari hidung ikan rainbow trout (Oncorhynchus mykiss), yang mengandung partikel magnetit, mineral yang berperan penting dalam kemampuan beberapa organisme hidup untuk menentukan arah pergerakan. Menurut para peneliti, di daerah hidung setiap individu terdapat sepuluh hingga seratus sel semacam itu, yang memungkinkan ikan untuk menentukan tidak hanya arah ke utara, tetapi juga untuk menyesuaikan diri dalam garis lintang dan bujur.
Para ilmuwan percaya bahwa berkat hidung supersensitif inilah ikan trout melakukan perjalanan dari sungai ke laut sejauh tiga ratus kilometer, dan setelah beberapa tahun ia kembali ke tempat ia dilahirkan.
Berkat sel-sel khusus di daerah hidung, ikan rainbow trout selalu kembali ke tempat kelahirannya / CC BY 2.0 / Jon Nelson.
Serangga mengandalkan protein
Lalat buah juga memiliki biokompas sendiri - ini adalah struktur dua protein yang terbentuk di permukaan membran sel. Cryptochrome (Cry) memungkinkan sel untuk melihat cahaya biru dan ultraviolet. Fungsi utama protein kedua (CG8198) adalah mengatur bioritme dalam tubuh, tetapi jika dikombinasikan dengan cryptochrome, protein ini membentuk semacam jarum nano. Poros tengahnya adalah CG8198 dan cangkangnya adalah Cry.
Jarum seperti itu, seperti jarum kompas, sejajar bahkan dengan medan magnet yang lemah. Selama penelitian, para ilmuwan China harus mengganti instrumen logam dengan yang terbuat dari plastik, karena struktur protein yang diteliti memiliki magnet yang tinggi dan melekat pada logam.
Kompleks protein terbuka diberi nama MagR (reseptor magnetik). Bagaimana tepatnya cara kerjanya masih belum jelas, tetapi para ilmuwan telah menyarankan bahwa protein, mengirimkan sinyal ke sistem saraf, membantu Drosophila memahami di mana letak utara.
Drosophila merasakan medan magnet bumi berkat kompleks protein MagR / Foto: Muhammad Mahdi Karim.
Burung menghitung dan mengukur
Kupu-kupu raja dan beberapa burung, khususnya merpati, memiliki reseptor magnet. Pada burung, sejenis cryptochrome, Cry 1a, ditemukan di sel retina yang sensitif terhadap sinar biru dan ultraviolet, dan bereaksi terhadap medan magnet hanya setelah aktivasi cahaya. Tetapi bahkan itu tidak sepenuhnya menjelaskan cara kerja sistem navigasi burung. Memang, saat melakukan orientasi di luar angkasa, burung menggunakan dua "peta bio-navigasi" sekaligus - bau dan magnet.
Berkat burung magnet, mereka membedakan arah ke utara dan selatan, menghitung bujur, mengukur deklinasi (perbedaan antara magnet dan utara geografis) medan magnet bumi, ini membantu mereka untuk menyesuaikan diri dan memperbaiki rute.
Para ilmuwan percaya bahwa burung melakukan perjalanan sebagian besar mengandalkan medan magnet, dan bau memainkan peran yang lebih penting pada akhirnya. Burung merpati yang digunakan untuk memasang lubang hidung memotong saraf penciuman, menghancurkan epitel olfaktorius dengan mencuci paruhnya dengan larutan seng sulfat, dan menghabiskan lebih banyak waktu untuk kembali ke dovecote mereka daripada burung biasa.
Tidak semua ilmuwan setuju bahwa protein Cry 1a melayani burung untuk navigasi / CC BY-SA 2.5 / Alan D. Wilson / Feral Rock Dove di Taman Regional Danau Burnaby di Burnaby, BC, Kanada.
Kelelawar Memeriksa Matahari
Pada tahun 2016, para ilmuwan dari Max Planck Institute for the Study of the Brain (Jerman) menemukan protein navigasi Cry, atau variannya Cry 1a, dalam sel dari sembilan puluh spesies mamalia. Dan, katakanlah, hewan pengerat dan kelelawar, yang bereaksi dengan jelas terhadap medan magnet, tidak memiliki protein ini.
Beberapa spesies kelelawar - khususnya, kelelawar besar (Myotis myotis) - tidak hanya mengoreksi penerbangan mereka sesuai dengan medan magnet bumi, tetapi juga setiap hari memeriksa biokompas mereka terhadap matahari - lebih tepatnya, terhadap cahaya terpolarisasi, yang paling terang saat matahari terbenam.
Ini dikonfirmasi oleh eksperimen ilmuwan Jerman dan Bulgaria. Kelelawar ditempatkan di medan magnet yang dimodifikasi (bergeser 90 derajat ke timur) saat matahari terbenam. Beberapa hewan berada di dalam wadah dan tidak bisa melihat sinar matahari terbenam. Akibatnya, ketika dilepaskan, mereka menyimpang dari jalur hanya dengan sudut kemiringan balok di dalam kotak dan tersesat. Tikus yang dapat membandingkan perasaannya dengan matahari tidak mengalami kesulitan seperti itu dan kembali dengan selamat ke gua asalnya.
Biocompass untuk manusia
Pada manusia, tidak ada proses di otak, tidak ada sel dengan magnetit, tidak ada protein navigasi di dalam sel. Dia tersesat tanpa perangkat khusus, jika tidak ada landmark tinggi di rute tersebut. Ini sering terjadi di hutan.
Insinyur Amerika Liviu Babitz dan Scott Cohen mengusulkan untuk memperbaiki kesalahpahaman ini dengan menggunakan implan yang berfungsi seperti kompas biokimia pada hewan. Perangkat silikon seukuran kotak korek api bergetar setiap kali seseorang berbelok ke utara. Para penemu telah menanamkan biokompas di bawah kulit mereka.
Alfiya Enikeeva
