Человек ощущает магнитное поле глазами
Недавние эксперименты американских ученых показали, что человек, видимо, может чувствовать магнитное поле. Магнитным рецептором человека является белок сетчатки глаза криптохром, с помощью которого мы можем точно знать все характеристики магнитного поля в точке нашего нахождения. А заставляет его работать световая волна синей части спектра.
До сих пор считалось, что люди не могут чувствовать магнитное поле. На это указывало отсутствие у человека специализированных органов чувств, а также соответствующих нервных цепочек в периферийной нервной системе и в мозге. Также ученые говорили о том, что в принципе людям магнитное чутье незачем, так как мы прекрасно ориентируемся в пространстве с помощью зрения и не совершаем обязательных сезонных продолжительных миграций. То есть, подобное чутье будет попросту не функциональным и, следовательно, излишним.
В то же время известно, что многие живые существа имеют то самое магнитное чутье. Эксперименты доказали, что "видеть" направление магнитных линий могут различные перелетные птицы (подробнее об этом читайте в статье "Перелетных птиц притягивает магнит"), а также муравьи, пчелы, осы, мухи, некоторые бабочки и даже… бактерии. У последних, кстати, имеются даже специальные клеточные органы магнитного чутья — магнитосомы, являющиеся магнитными рецепторами.
Читайте также: Лазер и черепахи раскроют тайны магнитного поля
Однако, как показывают работы биохимиков, для того чтобы чувствовать магнитное поле, особых рецепторов, в общем-то, не нужно. Дело в том, что для многих органических молекул, из которых состоят наши организмы, возможен другой способ магниторецепции — химический. Вкратце его можно описать так.
Представьте себе некую молекулу, разделенную на две части — назовем их А и В. При этом часть А работает как химический фоторецептор — при попадании на нее света один из ее электронов переходит в возбужденное состояние и, образно выражаясь, "отрывается" (подобное происходит, например, в самом известном биологическом фоторецепторе — хлорофилле). "Оторвавшись", он переходит в часть В, в которой тоже происходит возбуждение одного из электронов под действием "пришельца".
Однако, как мы помним, любой электрон обладает собственным моментом вращения, или спином, направление которого зависит от… в том числе, и магнитного поля. А как было сказано выше, в системе имеется два неспаренных электрона, чьи спины (собственные моменты вращения) могут быть противоположно направлены (схематично это выглядит так: ↑↓) или однонаправлены (↑↑). Поскольку, как мы помним, каждый спин порождает определенный магнитный момент, взаимодействующий с внешним магнитным полем, то выходит, что дальнейшая судьба молекулы зависит от магнитного поля.
В зависимости от его силы и направления произойдет либо восстановление первоначальной структуры AB (то есть, электроны, "побесившись", вернутся "восвояси"), либо возникнет новая "магниторецептивная" сигнальная форма молекулы (назовем ее C). Эта форма может вызвать определенные каскады реакций, которые "сообщат" клетке (а вслед за ней и организму) о том, каково магнитное поле в данной точке.
Только что мы с вами разобрали теоретическую основу магнитного чутья у живых организмов. А имеются ли такие молекулы в реальности? Да, имеются, и, что самое интересное, практически у всех живых существ. Таковыми являются белки криптохромы, которые присутствуют в светочувствительных клетках растений, животных и грибов. Они отвечают за регуляцию циркадных (суточных) ритмов у живых организмов, сообщая им об увеличении или об уменьшении общей интенсивности освещения.
