Informácie

Používajú mravce aj magnetické pole Zeme?

Používajú mravce aj magnetické pole Zeme?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Mnoho zvierat, špeciálne vtákov, používa magnetické pole Zeme na svoju cestu po Zemi. Niektorí vedci teraz naznačujú, že mravce majú na anténe druh magnetitových kryštálov, pomocou ktorých môžu tiež využívať magnetické pole. Ale na čo by a mohol mravec používať toto obrovské magnetické pole, keď denne prejde iba niekoľko metrov?


Ťažko povedať, ale zdá sa, že aspoň pre jeden druh mravcov (pozri nižšie) je to orientačný prvok migrácie (relatívne na krátku vzdialenosť) (aj keď idete len niekoľko metrov, môže byť dôležité prejsť sa priamka!). V súčasnosti sa zdá, že vieme niečo o proximálnych mechanizmoch magnetorecepcie a trochu aj o pozorovaných vzorcoch správania, ale nemáme viac než informované špekulácie o ekologických/evolučných výhodách tejto formy priestorovej orientácie.

Vyhľadaním výrazu „magnetotaxia mravcov“ sa dostanete k tomuto článku o magnetotaxi u sťahovavého mravca Pachycondyla marginata:

V rámci druhu bol študovaný vplyv zmien geomagnetického poľa na správanie mravcov Solenopsis invicta (Anderson a Vander Meer, 1993), Formica rufa (Çamlitepe a Stradling, 1995), a Oecophylla smaragdina (Jander a Jander, 1998)... Ďalším sťahovavým druhom hmyzu je mravec Pachycondyla marginata, ktorý má veľmi svojrázne návyky: diéta živých termitov a migrácia v preferenčnom smere (Leal a Oliveira, 1995). Vďaka týmto návykom je taký sťahovavý mravec veľmi atraktívny pre štúdium biomineralizovaných magnetických materiálov.

Od Leal a Oliveira 1995 ref. vyššie:

Migrácia podľa P. marginata kolónie trvali viac ako 2 dni a prekonali vzdialenosti 2 až 97 m (n = 48).

Výbery z Acosta-Avalos a kol. 2001 Naturwissenschaften:

abstraktné: Migrácie v období sucha/chladu sú výrazne orientované 13 stupňov s magnetickou severojužnou osou, zatiaľ čo daždivé/horúce migrácie nevykazujú preferovaný smer. Tento výsledok je diskutovaný s ohľadom na hypotézu, že mravce P. marginata môžu využívať geomagnetické pole ako orientačný signál pre migráciu v suchom/chladnom období.

Vzhľadom na to, že kolónie obnovujú premiestňovanie hniezd neskoro popoludní druhého dňa, väčšina migračného procesu prebieha za tmy.

Na druhej strane premiestnenie hniezd v období sucha/chladu možno považovať za typické migrácie.

Použitie geomagnetických podnetov je častejšie spojené s podmienkami tmy, ako sa uvádza u krtkových potkanov (Marhold et al. 1997) a navrhuje sa aj pre čmeliaky (Chittka et al. 1999). Ako P. marginata mravce začínajú migračný proces popoludní, počas migračnej cesty môžu použiť akékoľvek z týchto narážok vo svojej orientácii. Je však zaujímavé, že na migráciu uprednostňujú os okolo severojužnej osi. Jediným možným podnetom na poskytnutie tejto informácie za všetkých podmienok je tá, ktorú poskytuje geomagnetické pole.


Losos reaguje na magnetické pole Zeme a my by sme konečne mohli vedieť ako

Schopnosť odhaliť magnetické pole našej planéty a použiť ho ako mapu počas migrácie, navádzania alebo lovu by mohla byť jedným z najpozoruhodnejších výkonov evolúcie a zároveň jedným z najzáhadnejších.

Aj keď je tento silný zmysel dobre zavedený u mnohých živočíšnych druhov, vrátane vtákov, netopierov, hlodavcov a rýb, stále nevieme, ako to tieto tvory zvládajú.

Nové pohľady na lososa Chinook (Oncorhynchus tshawytscha) teraz potvrdili hypotézu, že mladistvé ryby tohto druhu používajú na navigáciu magnetickým poľom Zeme mikroskopické magnetoreceptory zabudované v ich tkanive.

Aspoň sa zdá, že to robia, keď sú v oceáne. Hneď ako zasiahnu sladkovodný prúd, vedci z Oregonskej štátnej univerzity (OSU) si myslia, že by mohli prejsť na iný chemický systém.

"Pokiaľ je nám známe, tieto výsledky sú prvé, ktoré demonštrujú, že magnetický impulz ovplyvňuje orientačné správanie rýb," tvrdia autori.

Keď je čas na trenie, losos Chinook je známy tým, že dokáže nájsť cestu späť do presného prúdu, kde bol vyliahnutý, a v súčasnosti existujú dve vládnuce teórie, prečo je to tak.

Mohlo by to byť tak, že tieto ryby vnímajú magnetické pole Zeme prostredníctvom chemických reakcií vyvolaných magnetizmom, alebo to môže byť tak, že to cítia prítomnosťou magnetoreceptora v samotnom zvierati. Tiež to môže byť zmes oboch.

Problém je v tom, že primárne magnetoreceptory je notoricky ťažké nájsť. Sú skutočne malé, môžu byť riedke a môžu sa nachádzať takmer kdekoľvek v tele zvieraťa, takže zhromaždiť o nich definitívne dôkazy je mimoriadne náročné.

Jediné, čo v tejto chvíli skutočne môžeme urobiť, je „pulzovať“ zvieratá magnetickým poľom a zistiť, či reagujú.

V štúdii OSU sa výskumníci zaoberali tým, čo sa stane s mladými lososmi vystavenými magnetickým impulzom v porovnaní s tými, ktorí neboli vystavení žiadnym.

Použili sa dve rôzne prostredia, jedno napodobňovalo miestne magnetické pole a druhé napodobňovalo vzdialené oceánske miesto v oblasti lososa Chinook.

V bývalom miestnom scenári autori zistili, že pulzné a nepulzované ryby sa správajú takmer identicky. Ale vo väčšom globálnom scenári pulzované ryby nevykazovali náhodnú orientáciu ako ostatné. Namiesto toho ich hlavy ukazovali podobným smerom.

„Je zaujímavé, že o lososoch je známe, že disponujú magnetickým„ kompasom “, ktorý im umožňuje používať magnetické pole Zeme ako smerové znamenie, a magnetickou„ mapou “, ktorá im v skutočnosti umožňuje posúdiť ich polohu v oceánskej panve," uvádza vysvetľujú autori štúdie.

"V zásade môže byť mechanizmus, ktorý je základom kompasu, mapy alebo oboch, ovplyvnený magnetickým impulzom."

V tomto prípade si autori myslia, že tento základný kompas má niečo do činenia s kryštálmi magnetitu, ktoré boli v minulosti zapojené do tej istej skupiny rýb.

"Naše zistenia sú v súlade s hypotézou, že magnetoreceptory sú založené na magnetitových kryštáloch," hovorí biológ OSU pre rybolov a divokú zver David Noakes, hoci stále pripúšťa, že na overenie tejto hypotézy a odhalenie jej skutočných mechanizmov bude potrebný ďalší výskum.

„Snažíme sa zistiť životný cyklus lososa z najvyšších informácií - keď prechádzajú zo sladkej vody do slanej a keď sa otočia a vrátia.“

Ak sú výsledky správne, losos Chinook teraz patrí na rastúci zoznam taxónov ovplyvnených magnetickými impulzmi, ale čo nám to vlastne hovorí? Napriek rastúcim dôkazom sa zatiaľ nepodarilo jednoznačne identifikovať primárne magnetoreceptory u žiadneho zvieraťa.

Aj keď sa predtým preukázalo, že magnetické impulzy ovplyvňujú orientačné správanie u rôznych suchozemských a vodných živočíchov vrátane hlodavcov, netopierov, vtákov, morských korytnačiek a homárov, výsledky sú zmiešané a nejasné.

Ako také autori tvrdia, že ich zistenia medzi lososom Chinook sú v súlade s hypotézou magnetitu.

"Vo všeobecnosti tieto lososy vedia, kde sú, kde by mali byť, ako sa tam dostať a ako v prípade potreby vykonať korekcie," hovorí Noakes.

"Zatiaľ čo sú v sladkej vode, odtlačia chemickú povahu vody. Keď narazia na slanú vodu, prepnú sa na geomagnetické signály a uzamknú sa v danej zemepisnej šírke a dĺžke, vediac, že ​​sa musia vrátiť na tieto súradnice." "


Štúdia uvádza, že žraloky používajú magnetické pole Zeme ako navigačný systém „GPS“

Vedci z Floridy dospeli k záveru, že žraloky majú vnútorný navigačný systém podobný systému GPS, ktorý im umožňuje používať magnetické sily Zeme na presnú cestu na dlhé vzdialenosti.

Vedci z Floridskej štátnej univerzity objavili tento objav tým, že podrobili 20 žralokov bonnethead, ktoré sú súčasťou rodiny kladivohlavov, cvičeniu „magnetického posunu“, ktoré replikovalo geografické polohy stovky kilometrov od miesta, kde boli zajatí.

Keď boli žraloky vystavené magnetickým signálom napodobňujúcim miesto asi 375 míľ južne od miesta, kde boli zajaté, obrátili sa, aby plávali na sever, pričom vykazovali „orientáciu domov“, čo naznačuje použitie magnetických síl pri ich navigácii, povedal Bryan Keller, hlavný autor. štúdie.

Výskum publikovaný vo vedeckom časopise Current Biology pomáha vysvetliť, prečo môžu žraloky cestovať cez obrovské oceány, ale každoročne sa vracať na presne to isté miesto, aby sa nakŕmili, rozmnožili a porodili, povedal Keller.

"Už nejaký čas vieme, že majú schopnosť detekovať magnetické pole. Toto je prvýkrát, čo sa úspešne testovalo, že tieto schopnosti používajú na odvodenie svojej polohy alebo ak z magnetického poľa získavajú informácie podobné mapám," " povedal.

"Očakávame, že tieto schopnosti sú pozorované aj u iných druhov, ako je biely belasý, aby migrovali 20 000 km von a späť na to isté miesto."

Keller a jeho tím sa domnievajú, že „palubný“ navigačný systém kapotáčov je pravdepodobne spoločný pre iné druhy žralokov, pretože je nepravdepodobné, že by sa kapotované hlavy vyvinuli s citlivosťou na magnetické sily, zatiaľ čo ostatné, ktoré cestujú aj na dlhé vzdialenosti, nie.

Tím zachytil nedospelé hlavy v St George Sound pri floridskom páse a umiestnil ich do bazéna veľkosti miestnosti obklopeného medeným drôtom. To umožnilo výskumníkom simulovať magnetické signály z miesta zachytenia az pozícií približne 375 míľ na sever a juh.

V južnom prípade žraloky reagovali jednotne „orientáciou domov“, čo naznačuje, že môžu „rozlíšiť geografické polohy pomocou mapových informácií z geomagnetického poľa“, uvádza štúdia.

Zo simulácie miesta ulovenia žraloky plávali náhodnými smermi a zo severu vyzerali žraloky dezorientované. Žraloky zriedka migrujú na sever. Keller povedal, že je to pravdepodobne preto, že „tam hore nikdy neboli“.

"Nebol to dramatický efekt," povedal. „Sledovali sme ich správanie pomocou kamery a použili sme softvér na sledovanie ich spánkových vzorcov a analýzu štatistík. Dozvedeli sme sa, že priemerný priemerný uhol žraloka bol k ich odchytovej oblasti, k ich letnému sídlu. “

Podľa časopisu Science Magazine bol v roku 2005 sledovaný veľký biely žralok plávajúci z Južnej Afriky do Austrálie a späť takmer priamočiaro, čo vedcov viedlo k názoru, že žraloky majú magnetický zmysel pre riadenie, podobný tým, ktoré sa nachádzajú v morských vtákoch, homároch a korytnačky.

Doteraz sa však vykonal malý výskum.

„Jedna vec je, ak máte malého homára alebo mláďa morskej korytnačky, ale keď pracujete so žralokmi, musíte všetko vylepšiť,“ povedal pre Science biofyzik Michael Winklhofer z nemeckej univerzity v Oldenburgu.

Iní experti uviedli, že zistenia floridského tímu boli „presvedčivé“, ale povedali, že je potrebný ďalší výskum, kým sa preukáže interný systém GPS u žralokov.

"Otázkou vždy bolo, aj keď sú žraloky citlivé na magnetickú orientáciu, používajú tento zmysel na navigáciu v oceánoch a ako?" Robert Hueter, bývalý vedec na dôchodku v morskom laboratóriu Mote na západnom pobreží Floridy, povedal agentúre AP.

"Títo autori urobili určitý pokrok pri objasňovaní tejto otázky."


Žraloky používajú na navigáciu v oceánoch magnetické pole Zeme ako GPS

Fotografický kredit: SciTechDaily

Správanie kapotánov pri každoročnom návrate „domov“ ukázalo, že vedia, kde je domov

  • Zostrojili zariadenie, ktoré vytváralo špecifické magnetické podmienky
  • Výskumníci použili rôzne magnetické polia
  • Kapotové hlavy nevyvolávali veľkú reakciu na magnetické polia

Ako sa žraloky pohybujú v hlbokom, tmavom svete pod morami? Vedci teraz tvrdia, že majú úplne prvý dôkaz, ktorý ukazuje, že žraloky používajú na pohyb po moriach a oceánoch magnetické polia Zeme ako GPS. Pri diaľkových cestách a migráciách ich nevedú žiadne „pouličné svetlá“ ani fyzické bariéry. Napriek tomu sa zdá, že identifikujú a dosahujú svoje ciele tisíce kilometrov ďaleko s presnosťou. Vedci tvrdia, že navigácia trojrozmerným oceánom je jedným z najpôsobivejších evolučných výkonov. Vedci uviedli, že existuje možnosť, že žraloky používajú svoje elektrosenzorické orgány na čítanie magnetického poľa Zeme ako mapa alebo atlas.

Výskum, publikovaný v najnovšom čísle časopisu Current Biology, testoval predtým neoverenú teóriu, že žraloky používali na navigáciu magnetické polia. Preto sa zamerali na žraloky, ktoré boli menšie. Výskumníci sa tiež pokúsili identifikovať druhy žralokov, o ktorých je známe, že sa každý rok vracajú na konkrétne miesta. Vedúci projektu Nadácie Save Our Seas Bryan Keller, ktorý robil výskum v floridskom laboratóriu, sa rozhodol študovať voľne žijúce ulovené kapusty hlavy (Sphyrna tiburo).

Keller pre SciTechDaily povedal, že správanie tých, ktorí sa každý rok vracajú „domov“, ukazuje, že vedia, kde je domov. Keller a jeho kolegovia použili experimenty s magnetickým posunom na testovanie 20 malých hlavíc.

Postavili prístroj, ktorý vytváral špecifické magnetické podmienky, s ktorými sa môžu žraloky v oceáne stretnúť. Ich snahou bolo vidieť navigačnú orientáciu týchto žralokov na základe sily a uhla umelého magnetického poľa. Ak sa orientujú spôsobom, ktorý vedci predpokladali, bude to znamenať, že pomocou magnetického poľa určili svoju polohu na Zemi a zistili smer plávania.

Vedci použili rôzne magnetické polia. Kapotové hlavy nevyvolali veľkú odozvu na magnetické polia, ktoré napodobňovali ich domovskú oblasť alebo tú, ktorú by našli na svojej normálnej domovskej trase. Ale keď boli vystavení magnetickému poľu, ktoré bolo 600 km južne od ich cesty domov, dôsledne sa pokúšali hlavou orientovať a severným smerom.

Vedci sa domnievajú, že ich zistenie umožní lepšie pochopiť, ako žraloky migrujú v rozsiahlych oceánoch a ako ich môžu ovplyvniť morské technológie používané ľuďmi.

Ak chcete získať najnovšie technické správy a recenzie, sledujte Gadgets 360 na Twitteri, Facebooku a Správach Google. Ak chcete dostávať najnovšie videá o pomôckach a technológiách, prihláste sa na odber nášho kanála YouTube.


Zvieratá a magnetické pole Zeme

Zem má magnetosféru, ktorá ovplyvňuje život väčšiny tvorov na Zemi. Magnetizmus Zeme je veľmi slabý, od 0,3 gaussa na rovníku do 0,7 gaussa na póloch.

Výskumníci objavili magnetické baktérie žijúce v rybníkoch a jazerách, ktoré vo svojich bunkách predstavujú reťazec magnetických kryštálov. Tí, ktorí sa nachádzajú na severnej pologuli, plávajú v smere magnetického severu, zatiaľ čo tí z južnej pologule plávajú v smere magnetického juhu (tieto baktérie žijú v prostrediach so slabým zásobovaním kyslíkom).

Semená rastlín v Kosme neklíčia, pretože musia cítiť zemské magnetické pole, aby mohli byť ich bunky aktivované. Keď sú semená vložené do silnejšieho magnetického poľa ako je zemské, došlo k 15 % zvýšeniu produkcie.

Ak sú včely vystavené desaťkrát silnejšiemu magnetickému poľu ako to pozemské, sú úplne dezorientované a plásty získajú nezvyčajné tvary a orientácie. Majú kryštály magnetického cínu, 300 angstrômov (jeden angstróm je desatinová miliardtina časti mm).

Migrujúce ryby, ako sú pstruhy, lososy a rejnoky, majú zmyslové bunky obsahujúce magnetit, ktoré sú zapojené do mozgu. Zistilo sa, že veľryby a delfíny pri svojich dlhých migráciách používajú elektromagnetizmus Zeme (echolokácia delfínov slúži iba na krátke vzdialenosti). Poruchy v magnetickom poli Zeme by mohli vysvetliť masívne vlákna veľrýb v konkrétnych oblastiach.

Žraloky a raje majú elektromagnetické senzory, ktoré sa používajú na detekciu zranených rýb a kôrovcov, ktoré vyžarujú slabé elektrické pole, dokonca len 0,01 mikrovoltov. Žraloky pohybujúce sa cez pozemské magnetické pole generujú elektrické pole, ktorého hodnota závisí od ich polohy magnetického poľa zachyteného elektroreceptormi. V akváriu žraloky vždy plávajú okolo stien. Ak je magnetické pole zrušené alebo narušené, začnú plávať náhodne.

Laboratórne myši, ktoré si vytvorili podmienený reflex stlačením chlopne, aby získali potravu vždy, keď chceli jesť, stratili reflex po tom, ako boli držané 10 dní v miestnosti, pretože bol narušený pozemský magnetizmus. Akoby im bola vymazaná pamäť.

V roku 2004 boli objavené drobné ložiská minerálu nazývaného magnetit (lodestone) v zobákoch holubov a bobolink (severoamerický spevavec). Ak malý magnet zhoršuje ich príjem z magnetizmu Zeme alebo v oblasti dochádza k prirodzenému narušeniu pozemského magnetizmu, holuby sú dezorientované a nedokážu nájsť cestu späť na dlhé vzdialenosti.

Ukázalo sa, že európske červienky na ďalších 20 spevavých vtákoch a holuboch sa pri sezónnych migráciách spoliehajú na navigáciu magnetickým poľom Zeme. V skutočnosti sa verí, že sťahovavé vtáky používajú na dlhé cesty magnetizmus, nie zrak. Vtáky a mnoho magneticky citlivých zvierat, ktoré nie sú cicavcami, je známe, že tento sklon vnímajú pomocou sklonu magnetického poľa Zeme na vyhodnotenie relatívnej zemepisnej šírky. Tento uhol je 90 stupňov na póloch (kolmých na Zem) a 0 stupňov v rovníkovej oblasti (rovnobežných so Zemou). Existujú druhy vtákov, ako napríklad ternár polárny, ktoré tieto informácie používajú na každoročné cesty od severného pólu k južnému pólu a späť.

Vedci dali detekciu magnetizmu na expozíciu svetlu, receptory magnetitu alebo oboje. Kurčatá detegujú aj pozemský magnetizmus a ich magnetické senzory môžu byť v oku. Tento predpoklad je založený na experimente, ktorý ukázal, že vtáky sa môžu orientovať pod modrým svetlom, ale pri osvetlení s dlhšími vlnovými dĺžkami úplne stratili zmysel pre smer.

Poradie kurčiat (Galliformes) a červienok (Passeriformes) sa oddelilo od spoločnej skupiny pred viac ako 66 miliónmi rokov. Pretože obe skupiny majú podobný magnetický kompas, znamená to, že vtáky túto schopnosť vyvinuli na začiatku ich evolúcie, dlho predtým, ako sa objavilo migračné správanie.

Vtáky môžu využiť mechanizmus spojený so svetlom v pravom oku na smerové informácie a magnetitový receptor v hornom zobáku na vnímanie zmien magnetickej intenzity.

Morské korytnačky a magnetizmus

Morské korytnačky sa zvyknú vracať celý svoj život na tú istú rozmnožovaciu pláž, ktorá sa často nachádza tisíce kilometrov od miest kŕmenia, takže sa vracajú bez viditeľných orientačných bodov.

Výnimočná navigačná schopnosť korytnačiek sa spolieha na detekciu magnetického poľa Zeme proti vychýleniu vyvolanému oceánskymi prúdmi, ako to dokázali zelené korytnačky (Chelonia mydas). Ak silný magnet pripevnený na hlavách korytnačiek zhoršuje detekciu magnetizmu Zeme, korytnačky znižujú navigačný zmysel.

Stále sa dokázali vrátiť na svoju pôvodnú pláž kladúcu vajíčka, a tak sa korytnačky nespoliehajú iba na geomagnetické pole. Pravdepodobne používajú čuch, ako to robia niektoré morské vtáky (petrely a albatrosy) alebo poštové holuby, ale to je zatiaľ len predpoklad.

Testy vykonané na mladých morských korytnačkách v zajatí ukázali, že zvýšenie magnetického poľa o 10% v porovnaní s prírodným viedlo zvieratá k tomu, aby plávali na východ, zatiaľ čo o 10% nižšie magnetické pole ich nútilo plávať na západ. Morské korytnačky sú tiež známe tým, že reagujú na náhle zmeny zemského magnetizmu a tiež na jeho sklon.

Netopiere a magnetické pole

Magnetický kompas využívajúci pozemský magnetizmus používajú aj krtky, potkany, ryby, obojživelníky. Netopiere to tiež majú a zisťujú rozdiel medzi severom a juhom. Pozemský magnetizmus používajú na diaľkovú navigáciu (niektoré netopiere ako Nyctalus noctula môžu migrovať až do 1600 km (1 000 mi) na zimoviská) a schopnosti vyhľadávať potravu. Netopiere nevyužívajú uhol poľa, ale jeho polaritu. Keď sa však horizontálne pole posunulo, netopiere tiež zmenili svoje visiace polohy zo severného na južný okraj koša. Výskum z roku 2007 ukázal, že netopiere používajú receptory magnetitu.


Líšky používajú magnetické pole Zeme na lov

Pomerne málo zvierat je v súlade s magnetickým poľom. Žraloky, korytnačky, mravce a dokonca aj kravy dokážu cítiť magnetické póly Zeme. A teraz český bádateľ Jaroslave Červený si myslí, že líšky používajú magnetické pole na lov myší, ktoré sa skrývajú v snehu.

Celý bušel

Pokiaľ nie ste náhodou Boggis, Bunce alebo Bean, je pravdepodobné, že milujete líšky. Sú roztomilé, inteligentné a znejú ako George Clooney. Majú tiež svoje veľmoci. Líšky sú vynikajúci lovci a dni trávia hodovaním na myšiach, hrabošoch a rejskoch. Keď sa však blíži zima, veci sú trochu komplikované. Ich korisť sa začne zavŕtavať do snehu, čo líškam sťaží večeru. Keďže sa líšky nemôžu prikradnúť ku svojej koristi, uchýlia sa k taktike nazývanej „myšovanie“. To zahŕňa skákanie vzduchom, prerážanie snehu a zachytenie tých chutných myší, než utečú. Je úžasné to sledovať, ale prináša to zaujímavú otázku. Ak sú hlodavce pod snehom, ako líška vie, kam skočiť?

To isté sa čudoval aj český vedec Jaroslave Červený. Odhodlaný nájsť odpoveď, zhromaždil tím a strávil veľa času sledovaním lovu líšok. Keď štúdia skončila, skupina zaznamenala 84 líšok, ktoré skočili takmer 600 -krát. Prišli aj s celkom zaujímavými štatistikami. Kedykoľvek líšky vyskočili severovýchodným smerom (20 stupňov od magnetického severu), mali 73 percent zabitia. Vždy, keď sa vrhli na juhozápad, opačným smerom, existovala 60-percentná šanca, že si večeru zrazia. Ak sa však objavili iným smerom, chytili svoju korisť iba 18% času. Čo sa dialo?

Červený si nemyslel, že líšky dostávajú podnety zo svojho okolia, pretože ich úspešnosť bola konzistentná napriek vode, ročnému obdobiu alebo dennej dobe. Vedec sa naopak domnieva, že líšky majú schopnosť vnímať magnetické pole Zeme. V spojení s vynikajúcou schopnosťou sluchu tento šiesty zmysel funguje ako sledovacie zariadenie a pomáha líške nasmerovať sa na svoju korisť. Teraz, keď si český výskumník nie je presne istý, ako tento mechanizmus funguje, má solídnu teóriu. Červený predpokladá, že keď líška počuje niečo šteklivé pod snehom, počúva kroky myši. Súčasne sa zameriava na klesajúci sklon magnetického poľa na severnej pologuli. Keď líška počuje, ako myš dosiahne ten svah (alebo keď sa jej mieridlá zarovnajú, ak chcete), potom môže odhadnúť vzdialenosť medzi sebou a svojim občerstvením. Vtedy líška vyletí vzduchom, pomocou chvosta nasmeruje svoju dráhu letu a pristane na utečenom hlodavcovi. Samozrejme, ak to minie, vždy si môže kúpiť zbojnícky klobúk a prepadnúť miestnu sliepku.


Štúdium žralokov na schopnosť používať magnetické polia na navigáciu

Minulé štúdie ukázali, že žraloky sú citlivé na elektromagnetické polia, čo viedlo vedcov k špekuláciám, že žraloky využívajú magnetické polia na navigáciu v oceáne. Ale testovať to bolo náročné, pretože tieto divoké morské živočíchy je ťažké študovať.

Za týmto účelom Keller a jeho kolegovia zachytili 20 mladých hlavákov, aby zistili, či sa tieto žraloky pri navigácii spoliehajú na magnetické pole Zeme. Bonnetheads boli pre štúdiu perfektné, pretože sú to malé druhy z rodiny kladivohlavých, ktoré cestujú tisíce kilometrov a potom sa každý rok vracajú do rovnakých ústia riek.

Pomocou reziva, medeného drôtu a páru nastaviteľných zdrojov elektrickej energie vedci vytvorili kocku širokú desať stôp, ktorá by mohla generovať magnetické polia s premenlivými pólmi a intenzitou. To umožnilo výskumníkom simulovať geomagnetické podmienky na troch rôznych miestach na Zemi. Toto bolo miesto, kde boli chytení, miesto zhruba 370 míľ severne od miesta zajatia a miesto 370 míľ južne od toho istého miesta.

Ako vedci predpovedali, keď boli hlavy kapotáže vystavené magnetickým poliam, ktoré sa zhodovali s tými v mieste ich zachytenia, nezdalo sa, že by dávali prednosť jednému konkrétnemu smeru.

Podobne sa žraloky nezdali smerovať v žiadnom konkrétnom smere za severných magnetických podmienok, čo vedci poznamenali, že nebolo prekvapujúce napriek ich predpovedi, že žraloky budú plávať na juh. Ako vysvetlil Keller, kapotové hlavy nemusia byť oboznámené s magnetickými podmienkami, pretože im v skutočnosti nie sú vystavené.

Ale v magnetických podmienkach na juhu mali žraloky tendenciu orientovať sa na sever, čo bol smer k miestu ich zajatia.

“ Aby sa tieto žraloky orientovali domov, musia mať akýsi zmysel pre magnetickú mapu, ” Keller vysvetlil. “Ak by som vás umiestnil uprostred ničoho, nemohli by ste ’ smerovať k vášmu domu, pokiaľ by ste nevedeli, kde sa v súvislosti s ním nachádzate, a to znamená zmysel pre mapu. ”


Využívajú aj mravce magnetické pole Zeme? - Biológia

Vedci zistili, že PORTLAND, Maine (AP) a mdash Žraloky používajú magnetické pole Zeme a rsquos ako akýsi prirodzený systém GPS na navigáciu na cestách, ktoré ich zavedú na veľké vzdialenosti po celom svete a oceánoch rsquos.

Výskumníci uviedli, že ich morské laboratórne experimenty s malým druhom žraloka potvrdzujú dlhotrvajúce špekulácie, že žraloky používajú magnetické polia ako pomôcky na navigáciu a správanie pozorované u iných morských živočíchov, ako sú morské korytnačky.

Ich štúdia, publikovaná tento mesiac v časopise Current Biology, tiež objasňuje, prečo sú žraloky schopné brázdiť moria a nájsť si cestu späť, ako sa kŕmiť, rozmnožovať a rodiť, uviedol špecialista na morskú politiku Bryan Keller, jeden z autorov štúdie.

&ldquoVieme, že žraloky môžu reagovať na magnetické polia,&rdquo povedal Keller. & ldquoNevedeli sme, že zistili, že ho používajú ako pomôcku pri navigácii. Máte žraloky, ktoré dokážu prejsť 20 000 kilometrov (12 427 míľ) a skončia na rovnakom mieste.&rdquo

Otázka, ako žraloky vykonávajú migráciu na dlhé vzdialenosti, zaujíma vedcov už roky. Žraloky podnikajú svoje cesty v otvorenom oceáne, kde sa stretávajú s niekoľkými fyzickými prvkami, ako sú koraly, ktoré by mohli slúžiť ako orientačné body.

Vedci z Floridskej štátnej univerzity sa pri hľadaní odpovedí rozhodli študovať žraloky rodu Bonnethead a druh kladiváka, ktorý žije na oboch amerických pobrežiach a každý rok sa vracia do rovnakých ústí riek.

Výskumníci vystavili 20 hlavíc magnetickým podmienkam, ktoré simulovali miesta vzdialené stovky kilometrov (míľ) od miesta, kde boli chytené pri Floride. Vedci zistili, že žraloky začali plávať na sever, keď ich magnetické narážky prinútili myslieť si, že sú na juhu od miesta, kde by mali byť.

Toto zistenie je presvedčivé, povedal Robert Hueter, emeritný vedec z Mote Marine Laboratory & amp Aquarium, ktorý sa do štúdie nezapojil.

Hueter uviedol, že je potrebná ďalšia štúdia, aby sa zistilo, ako žraloky používajú magnetické polia na určenie svojej polohy a či väčšie žraloky migrujúce na dlhé vzdialenosti používajú podobný systém na nájdenie cesty.

& ldquo Otázka vždy bola: Aj keď sú žraloky citlivé na magnetickú orientáciu, používajú tento zmysel na navigáciu v oceánoch a ako? Títo autori urobili určitý pokrok pri objasňovaní tejto otázky,“ povedal.

Keller povedal, že štúdia by mohla pomôcť informovať o manažmente druhov žralokov, ktoré sú na ústupe. Štúdia tohto roku zistila, že celosvetový výskyt oceánskych žralokov a rají klesol v rokoch 1970 až 2018 o viac ako 70%.

Vedci tvrdia, že závislosť bonnethead & rsquos na magnetickom poli Earth & rsquos pravdepodobne zdieľajú aj iné druhy žralokov, ako sú bieli, ktorí sa vydávajú na cesty cez oceán. Keller povedal, že je to veľmi nepravdepodobné, že sa hlavy hlavy vyvinuli s magnetickou citlivosťou a iné putujúce žraloky nie.


Žraloky môžu na navigáciu používať magnetické pole Zeme a#039s

Ako žraloky robia transatlantické cesty bez toho, aby zablúdili? Nový výskum zverejnený tento týždeň v časopise Current Biology ukazuje, že žraloky sa môžu podobne ako losos, vtáky, morské korytnačky a homáre navigovať pomocou magnetického poľa planéta a rsquos.

Nie je prekvapením, že žraloky sú citlivé na elektromagnetické informácie, a majú stovky zmyslových orgánov nazývaných Lorenziniho ampulky, póry vyplnené sliznicou, ktoré zisťujú zmeny teploty, tlaku a elektrického a magnetického poľa. Tieto veľmi špecializované póry sú životne dôležité pre lov a pomáhajú žralokom rozpoznať nepatrné elektrické signály vytvárané pri pohybe zvierat koristi. Ale zatiaľ čo predchádzajúce štúdie ukázali, že žraloky môžu detegovať magnetické polia, priamy dôkaz pre geomagnetické navigácia v žralokoch sa ukázal ako nepolapiteľný.

Pre túto štúdiu výskumníci testovali vnútorný kompas a mentálnu mapu žraloka, malého druhu kladivohlavého, ktorý pochádza z pobrežných trópov. Divoko ulovené kapotované hlavy boli umiestnené do nádrží obklopených prúdovým medeným drôtom, ktoré vedci použili na manipuláciu s miestnym magnetickým poľom a v zásade oklamali biologické GPS žralokov a rsquo, aby si mysleli, že sú na inom mieste.

Keď umelé magnetické pole napodobnilo oblasť ďaleko na juh od miesta, kde boli odchytení žraloky, mnoho hláv kapoty sa obrátilo na sever, aby sa vrátilo domov, čo naznačuje, že skutočne používajú mentálnu mapu na návrat do ústia riek, do ktorých migrujú rok čo rok.

Keď však boli žraloky kapustné, všetky odchytené pri pobreží floridského rebríka, umiestnené v magnetickom poli, ktoré naznačovalo, že sa nachádzajú v Tennessee, zdá sa, že nevedeli, ktorým smerom sa obrátiť. To môže byť indikátor, že žraloky čerpajú zo skúseností svoju vlastnú mentálnu mapu, a zatiaľ čo možno skúmali Mexický záliv, útočisko bonnetheads malo príležitosť navštíviť Smoky Mountains a mdashor, že žraloky jednoducho nie sú užitočné pre interpretáciu geomagnetických signálov mimo ich dosahu. rozsah, podľa autorov štúdie.


Holuby môžu vnímať schopnosť magnetického poľa Zeme im umožniť vrátiť sa domov

CHAPEL HILL & ndash Holuby pochádzajúce z domova po mnoho storočí fascinovali ľudí svojou zdanlivo neskutočnou schopnosťou nájsť cestu domov z tisíc míľ ďaleko. Ale ako to robia, zostáva záhadou.

Teraz, prostredníctvom série starostlivých behaviorálnych experimentov v laboratóriu, vedci tvrdia, že po prvý raz jednoznačne ukázali, že holuby majú magnetický zmysel, ktorý presahuje len jednoduchý magnetický kompas. Zistenia zvyšujú možnosť, že holuby - a možno aj iné vtáky - používajú magnetické pole Zeme na navigáciu rovnako ako morské korytnačky.

„Vďaka svojej úžasnej schopnosti navádzania boli holuby používané na prenos správ už od raných egyptských čias a holubské preteky sú obľúbeným športom na celom svete,“ hovorí doktorka Cordula V. Mora, biologička z University of North Carolina. na Chapel Hill's College of Arts and Sciences. "In fact, pigeons are often called the poor man's race horse.

"The two main theories are that pigeons smell their way home

or that they have a magnetic map," Mora said. "Our work strongly supports the latter theory, which still remains to be proven in the field."

A report on the studies, which Mora did as part of her doctoral work in New Zealand, appears in the Nov. 25 issue of the journal Nature. Her co-authors are Drs. Michael Walker, Michael Davison and Martin Wild, all professors at the University of Auckland.

"This is a fascinating study in which Cordula managed to train homing pigeons to respond to magnetic fields," said Dr. Kenneth J. Lohmann, Hoggard Distinguished professor of biology at UNC. "It is important news in biology because more than a dozen attempts by others to do this over the years have all failed. Cordula is the first to find a way to make it work."

In the experiments, if the pigeons chose correctly between two platforms located in a tunnel-like chamber, they were rewarded with food, Mora said. Under normal conditions, they would climb onto either of the two platforms randomly in their search for something to eat. But when a magnetic field was present -- induced by coils above and below their chamber -- the birds could be conditioned to climb the correct platform up to 75 percent of the time, which is significantly more often than they would by chance alone.

Once the pigeons were trained to respond to magnetic field stimuli, Mora learned more about the animals' magnetic sense, such as where their likely magnetic receptors are located, Lohmann said.

One set of experiments showed that a small but strong magnet attached to the top of the pigeons' beaks prevented them from going to the correct platform more than half the time. A small, non-magnetic brass weight similarly attached had no such effect, Mora said. Other experiments showed that both local anesthesia in the upper beak area and severing the ophthalmic branch of the trigeminal nerve impaired the birds' ability to detect magnetic fields, while cutting the olfactory nerve, which transfers information about smells, did not.

"Because the magnetic discrimination behavior that the pigeons learned to perform in the laboratory is impaired by various treatments, we can now say that the pigeon's magnetic sense is located in the nasal region and is most likely magnetite-based," Mora said.

Magnetite crystals consist of iron and have magnetic properties. They also have been found in the noses of rainbow trout and have been linked to those fishes' ability to sense magnetic fields, she said.

"For about 30 years, researchers supporting the olfactory hypothesis of pigeon homing have argued that pigeons smell their way home because procedures that impair the sense of smell in the field, like cutting nerves in the nose, disrupt the birds' homing ability," Mora said.

But because those procedures were performed in the nasal region without making sure that the magnetic sense was not simultaneously impaired, the results now have to be regarded with great caution, she said. That is because the disorientated homing behavior could have been a result of disrupting either the olfactory sense or the magnetic sense, or both.

"New experiments need be done in which the sense of smell is impaired without damaging the magnetic sensory system," the scientist said.

At UNC, working with Lohmann, one of the world's top experts on sea turtle navigation, Mora has begun adapting the same procedures to use with the reptiles.

"She has already trained four turtles to press little paddles to get food when a certain kind of magnetic field is present in a tank," Lohmann said. "The experiments are progressing well, and the turtles are learning rapidly. I keep telling Cordula that turtles are smarter than pigeons, but she is not yet convinced."


Metódy a materiály

The effects of changes in the magnetic azimuth on bee resting behaviour

Only honey bee foragers were used in this research and this experiment was conducted in a dark room. The bees were captured in the afternoon and maintained in a plastic cup (diameter 9 cm, height 6 cm) with water and food. The cups with the bees were placed in a refrigerator (

4 °C) and the cold-anaesthetised bees were transferred individually into Petri dishes (diameter 9 cm, height 1.5 cm), which were placed on a wooden board in the coil at 20:00. On each experimental day, 18 bees were tested simultaneously and each dish was surrounded by a strip of paper to prevent the bees from seeing each other.

The magnetic stimulus was generated by square coils. The square coils were implemented using a scheme similar to the Merritt four coil system 57 . Four sets of thin enamelled wire (Ø = 0.5 mm, ρ = 1.7 × 10 −8 Ω·m) were wound into four coils that consisted of 26, 11, 11 and 26 turns, sequentially. The side length of each square coil was one metre and the spacing of the neighbouring coils was consequently 37.74, 25.62 and 37.74 cm. The four coils were serially connected to a DC power supply to generate a uniform magnetic field at the central area of the coils. The coil was placed vertical to the geomagnetic field (approximately 40 μT) and generated a 65 μT field, which induced the horizontal component to rotate 60° clockwise.

The experiment took place between 0:00 and 4:30 and images of the bee behaviour were recorded every five minutes by an infrared camera, which was placed 50 cm above the wooden board. Except for the lens, the camera was wrapped in aluminium foil grounded with wire to minimise the potential influence of the magnetic field. The square coils were turned on/off to change the magnetic azimuth every 5 minutes during the stimulus period (from 1:30 to 3:00). The data of the ‘before stimulus’ (from 0:00 to 1:30) and ‘after stimulus’ (from 3:00 to 4:30) served as the control group. The images were visually checked on the computer and we counted the body turns when the body axis slewed more than 10°.

PER training

To examine the magnetic sensing capability of the honey bee, a magnetic field generator was built to deliver short pulses of magnetic fields to the body of the honey bee. Using ferritic stainless steel with low magnetic susceptibility (Ø = 60 mm, μ = 875 × 10 −6 H/m, χm = 700), we constructed a semicircular magneto core with an air gap. A thin enamelled wire coil (Ø = 0.5 mm, ρ = 1.7 × 10 −8 Ω·m) consisting of 1200 turns was wound onto the magneto core to induce a magnetic field in the air. The coil wire received an electric current whose amplitude and frequency were regulated by an external controller, which allowed the direction of the magnetic field to be modulated or the core to be demagnetised.

Only honey bee foragers were used in this research. After undergoing cold anaesthesia, the honey bees were fixed at the tip of a 1000 μL pipette with a drop of beeswax-resin mixture melted by a heated soldering iron. The compound eyes were painted over with black acrylic fabric rubber to reduce visual interference. Each honey bee was then placed at the centre of the coils overnight. The orientation of the body axis was parallel to the geomagnetic field and the magnetic stimulus generated by the magnetic field generator was vertical to the geomagnetic field. The intensity of the stimulus was 200 μT, which is about five times the geomagnetism (approximately 40 μT) and the stimulus was 5 Hz from an alternating field.

The bees were trained to have a PER. The CS (5 Hz of alternating field for 10 s) was a magnetic stimulus and the unconditioned stimulus (US) was a 50% sucrose reward. Before training, each honey bee was first offered sucrose to make sure that she had a normal PER response to the US. Figure 4 shows how the training and test process were conducted.

The training protocol for the proboscis extension reflex (PER) of a honey bee being conditioned by magnetic stimulus (The images of the bees were drawn by C.H.L.).

(a) The conditioned stimulus (CS 5 Hz of an alternating field for 10 s) was a magnetic stimulus and the unconditioned stimulus (US) was a sucrose reward. Before training, each honey bee was first offered sucrose to verify a normal PER response to the US. Each honey bee was then conditioned by the CS, immediately followed by the US. After resting for 10 s, each honey bee was again tested by the CS to complete the training and test cycle. If a bee extended its proboscis during the test period, this suggested that it had learned the association in this trial. (b) The process of training and test cycles (shown in green). The interval between the two training and test cycles was 5 minutes and we conducted 20 cycles each day.

The effects of cutting the VNC on magnetoreception

To confirm the transmission of the magnetic signals, microsurgery was used to cut the nerve connection between the iron granules in the abdomen and the brain. The successfully trained bees (those that had previously responded twice in a row to the magnetic stimulus) in PER training were used for the experiment. The surgical process was carried out as follows. (1) Bees were fixed on Styrofoam using pins that were not inserted into the honey bee’s body. (2) A small incision was made on the underside of the first abdominal sternum. The ventral nerve cord and a globe, known as the first abdominal ganglion, were visible. (3) The VNC was cut above the first abdominal ganglion to ensure that no signals from the abdomen could pass to the brain. (4) The wound was covered with petroleum jelly to reduce transpiration. After microsurgery, each bee was subjected to the magnetic stimulus again and the response was recorded.

To eliminate the possibility that it was the surgery that resulted in the bees being unable to have a PER, the odour PER was applied as a control. The odour PER training process was conducted as follows. (1) The odour stimulus was applied for 6 seconds as the CS. (2) The sucrose reward was given immediately after the CS. (3) Then, there was a 10 second rest to allow each bee to retract its proboscis. (4) The stimulus was then reapplied to test those bees that did not follow the CS. The successfully trained bees (those that responded twice in a row to the magnetic stimulus) had their VNCs cut as described above. After surgery, the bees were again subjected to the odour stimulus and their responses were recorded.

Neural signals in response to the magnetic field

The magnetic field generator used in this experiment was the same as the one used to test the effects of the bee rest behaviour in response to magnetic azimuth changes. In this experiment, the glass microelectrodes were used to record the neural response. The microelectrode was made from a glass capillary tube (AF100-64-10, Sutter Instrument Co., USA), which was manufactured with a micropipette puller (Model P-87, Sutter Instrument Co., USA). The well-prepared microelectrode was sharp at the tip and tough enough to penetrate the nerve cord. A head stage was used to receive the signals from the electrode. The ‘probe+’ of the head stage was attached to a silver wire (782500, A-M Systems, Inc.), which was coated with AgCl on the surface and then the wire was placed in the microelectrode as the recording electrode. The ‘probe-’ and the ‘probe ground’ of the head stage were tied together and attached to another silver wire as an indifferent electrode. The electrical signals could then be amplified by an AC/DC Differential Amplifier (Model 3000, A-M System, Inc., Sequim, WA, USA), transmitted to the computer and recorded by the program DataWave SciWorks (Version 7.2, DataWave Technologies Co., Loveland, CO, USA). The sampling rate was 5 kHz and we used a digital filter set as 70 Hz high pass. Finally, the response was drawn by using the program Origin (Version 7, OriginLab Co., Northampton, MA, USA).

Only foragers were used in this experiment. The bees were fixed on the pipette by using the same method used in the PER training and all legs were removed to reduce interference. We recorded the signals from the ventral nerve cord between the thorax and the brain, which we located after removing the membrane on the ‘neck’. The indifferent electrode was placed in the mesothorax. Each bee was placed parallel to the geomagnetic field and the magnetic field generator was placed vertical to the geomagnetic field and generated a 65 μT field, which induced the horizontal component to rotate 60° clockwise.


Pozri si video: 05 M Magnetické pole Země (November 2022).