Острое зрение правого глаза помогает зарянкам видеть магнитные поле

Уже несколько десятилетий известно, что некоторые птицы способны чувствовать магнитное поле Земли и определять направление, как по компасу. Эта способность крайне полезна для мигрирующих на большие расстояния птиц. Считается, что эта способность связана со светом, и что специализированные молекулы в сетчатке птиц позволяют им буквально видеть магнитные поля в виде узоров света и тени, наложенных на обычное изображение. Новое исследование показывает, что внутренний компас также зависит от наличия у птиц четкого зрения в правом глазу.

Исследователи под руководством Катрин Штаппут из Университета Гёте во Франкфурте (Германия) изучили зрение европейской зарянки, чтобы понять, как работает магнитное чувство. Они обнаружили, что если правый глаз птицы был закрыт матовым светофильтром, она не могла эффективно ориентироваться, в то время как при закрытом левом глазе навигация работала отлично.

Способность птиц чувствовать магнитные поля изучается с момента её открытия в 1968 году у зарянки. Предыдущие исследования уже показали, что это чувство зависит от света и задействует правый глаз и левую часть мозга, но детали оставались неясными.

Наиболее вероятными молекулами, участвующими в восприятии магнитных полей, считаются криптохром и флавинадениндинуклеотид (FAD), которые содержатся в светочувствительных клетках сетчатки. Под действием синего света криптохром и FAD переходят в активное состояние, в котором каждая молекула имеет неспаренный электрон, образуя «радикальную пару». Присутствие магнитных полей влияет на время, за которое молекулы радикальной пары возвращаются в неактивное состояние.

Криптохром также влияет на светочувствительность клеток сетчатки, что предполагает его влияние и на чувствительность к магнитным полям. По сути, магнитные поля создают светлые или темные оттенки поверх того, что птица обычно видит, и эти оттенки меняются, когда птица поворачивает голову, давая ей визуальный компас.

Штаппут проверила эти теории, надев на зарянок очки, одна сторона которых была покрыта прозрачной пленкой, а другая — матовой. Обе стороны пропускали 70% света, но на матовой стороне изображение было менее четким. Птиц поместили в клетки до начала миграции.

Затем птиц выпускали в воронкообразную клетку со стенами, покрытыми корректирующей жидкостью, на которой оставались царапины, если птицы касались стен. Результаты показали, что птицы без покрытий на глазах и с закрытым левым глазом направлялись на север, как и ожидалось, в то время как птицы с закрытым правым глазом были дезориентированы и двигались в случайных направлениях.

Эксперимент Штаппут впервые показал, что магнитное чувство зависит не просто от наличия света, как считалось ранее, но и от того, что птица должна иметь четкое, сфокусированное изображение в правом глазу. Магнитное «изображение» накладывается на обычное зрение, и если оно искажено, узоры света и тени теряют смысл, так как птица не может разделить информацию от визуального и магнитного изображений. Оба изображения связаны с вариациями света и тени, но визуальные образы имеют резкие линии и границы, а магнитные — более плавные переходы.

Эксперименты подтверждают гипотезу радикальной пары, но не исключают другие объяснения.