Ето как магнитните полета оформят мозъка на пустинните мравки

Мравките използват магнитното поле на Земята, за да се ориентират. Промяната обаче на магнитното полето физически променя мозъците им

Ваня Милева Последна промяна на 02 април 2024 в 00:00 1669 0

Пустинна мравка (Cataglyphis nodus) се разхожда близо до входа на гнездото си. Промяната на магнитното поле на Земята може да наруши способността на мравките да се научат да се връщат у дома.

Кредит Wikimedia Commons

Пустинна мравка (Cataglyphis nodus) се разхожда близо до входа на гнездото си. Промяната на магнитното поле на Земята може да наруши способността на мравките да се научат да се връщат у дома.

За пустинните мравки магнитното поле на Земята не е просто компас: То може да извайва и мозъка им.

Излизайки за първи път извън гнездото си, младите мравки трябва да се научат да търсят храна. Мравките се обучават отчасти, като през първите три дни обикалят около гнездата си. По време на тази разходка те неколкократно спират, а след това правят пируети, за да погледнат обратно към входа на гнездото, учейки се как да намерят пътя към дома.

Но когато магнитното поле около входа на гнездото е нарушено, обучаващите се мравки не могат да разберат къде да гледат и често гледат в случайни посоки, съобщават изследователи в Proceedings of the National Academy of Sciences. Нещо повече, промененото магнитно поле изглежда засяга връзките между невроните в центровете за обучение и памет в мозъка на младите мравки.

Откритието "може да улесни по-доброто разбиране на начина, по който магнитните полета се усещат [при животните]", тъй като учените вече знаят един от начините, по които магнитните полета могат да повлияят на развитието на мозъка, отбелязва Робин Гроуб (Robin Grob), биолог в Норвежкия университет за наука и технологии в Трондхайм.

От години е известно, че някои видове птици, риби, костенурки, молци и пеперуди разчитат на магнитното поле на Земята, за да се ориентират. През 2018 г. Гроуб и други учени добавят към този списък и пустинните мравки. Изглежда, че младите мравки за пръв път използват магнитното поле за навигация, докато се учат как да използват ориентирите и слънцето като ориентири, за да се насочват в правилната посока и да гледат обратно към гнездото с малкия му, трудно забележим вход.

Да се разбере обаче къде в мозъка се обработват магнитните сигнали се оказа трудна задача.

За да разгадаят случая, Гроуб и колегите му се насочват към един вид пустинна мравка (Cataglyphis nodus), живееща в сухите борови гори в Южна Гърция. Екипът маркира мравките с цветна точка, за да разграничи опитните от младите. Идентифицирането на кой етап са мравките е лесно, разказва Паулина Флайшман (Pauline Fleischmann), поведенчески биолог, която е участник в изследването, докато е работила в университета във Вюрцбург, Германия.

"Опитните търсачи на храна [биха] просто избягали от гнездото и изчезнали [в търсене на храна], докато новите се разхождат маоколо в малки кръгове."

Точно пред входа на гнездото изследователите поставят и устройство, което обърква локалното магнитно поле. При един от експериментите, когато екипът използва устройството, за да обезсили част от магнитното поле на Земята, която преминава успоредно на земята, младите мравки се затруднявали да се ориентират и да се насочат към входа на гнездото по време на учебните си разходки.

Този компютърен модел на напречно сечение на мозъка на мравка подчертава структури, наречени гъбовидни тела (двойка разклонени структури (в пурпурно), покрити с гъбообразни форми (в зелено)), които участват в обучението и ориентацията. Ново изследване предполага, че това може да е мястото, където мравката обработва навигационни знаци от магнитното поле на Земята. Кредит: Wolfgang Rössler

След това изследователите събират мравките, изваждат мозъците им и изследват двойка структури, наречени гъбовидни тела, които участват в обучението и ориентацията. Мравките, изложени на нарушено магнитно поле, имат по-малки гъбовидни тела с по-малък брой връзки между невроните в сравнение с мравките, които движат в нормална магнитна среда.

"Това има много смисъл", коментира Хараламбос Кириаку (Charalambos Kyriacou), поведенчески генетик от университета в Лестър, Англия, който не е участвал в проучването. Учебното поведение на мравките, отбелязва той, изглежда е пряко свързано с анатомичните промени в мозъка им. "Когато мравките се учат, се виждат промените и в гъбовидните тела. Но когато се наруши магнитното поле, мравките не се учат и не се виждат [тези] промени".

И все пак, странно, когато изследователите напълно елиминират магнитното поле около входа на гнездото - не само тази част, успоредна на повърхността - мравките успяват да се ориентират добре и мозъците им не показват същите ефекти, както при мравките, изложени на променено магнитно поле.

Това може да се дължи на факта, че мравките могат да дават приоритет на навигационните сигнали въз основа на наличната информация, предполагат изследователите. Когато магнитното поле е нарушено, но е налично, мравката все пак може да се опита да се ориентира по него. Докато "ако изобщо няма магнитна информация, те може да разберат, че не могат да я използват и да започнат да използват други сигнали като резервен вариант", отбелязва Флайшман, който сега е в университета Карл фон Осиецки в Олденбург, Германия.

Може да е интересно да научим дали тези магнитни сигнали оказват влияние само в началото на живота или през целия живот на мравките, коментира Сузане Окесон (Susanne Åkesson), сензорен орнитолог в университета Лунд, Швеция. Такива сигнали могат да бъдат особено ценни за животни, обитаващи в по-сухи пустини като Сахара, където формата на ориентирите непрекъснато се променя. "Може да има пясъчна буря през нощта и средата да стане напълно различна, когато излезатот гнездото сутрин."

Справка:

R. Grob et al. Importance of magnetic information for neuronal plasticity in desert ants. Proceedings of the National Academy of Sciences. Vol. 121, February 20, 2024, e2320764121. doi: 10.1073/pnas.2320764121.

P.N. Fleischmann et al. The geomagnetic field is a compass cue in Cataglyphis ant navigation. Current Biology. Vol. 28, May 7, 2018, p. 1440. doi: 10.1016/j.cub.2018.03.043.

Източник: Here’s how magnetic fields shape desert ants’ brains, Science News

Най-важното
Всички новини
За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

Няма коментари към тази новина !