Секрет магнитного чувства животных может крыться в бактериях-квартирантах

Учёные более полувека ищут ответ на вопрос, каким образом некоторые живые существа чувствуют магнитное поле. Теперь биологи обнаружили свидетельства в пользу дерзкой гипотезы: всё дело в бактериях, населяющих организм животного.

Подробности изложены в научной статье, опубликованной в журнале Philosophical Transactions of the Royal Society B.

Способностью ориентироваться по магнитному полю обладают самые разные существа, от бабочек до дельфинов. Однако полвека исследований не дали общепринятого ответа на простой вопрос: как? Какой орган или механизм позволяет животному воспринимать магнитное поле?

Не так давно Роберт Фитэк (Robert Fitak) из Университета Центральной Флориды и его коллеги высказали дерзкую гипотезу. Они предположили, что роль биологического компаса играют бактерии-симбионты, обитающие в организме своего носителя.

Биологи много лет знают о существовании бактерий с магнитосомами – особыми органеллами, содержащими соединения железа магнетит (Fe3O4) или грейгит (Fe3S4). Эти вещества легко намагничиваются. Поэтому обладание магнитосомами позволяет микробам воспринимать магнитное поле. Такие бактерии называются магнитотактическими.

В новой статье Фитэк и его соавторы представили веские доказательства своей гипотезы. Они обнаружили, что магнитотактические микроорганизмы действительно обитают внутри тела многих животных, известных своим "магнитным чутьём".

Поясним, что в организме живого существа находит стол и дом великое множество самых разных бактерий. И в последние годы учёные обнаруживают самые неожиданные связи между активностью этих микробов и функционированием организма хозяина. Так что новая гипотеза выглядит смелой, но не фантастической.

Но, если внутри животных обитают магнитотактические бактерии, почему специалисты до сих пор об этом не знали? Потому что микроскопические квартиранты слишком разнообразны, чтобы составить их исчерпывающий каталог.

Биологи выделяют ДНК всех микробов из проб (например, из кала, если речь идёт о кишечных бактериях), автоматически секвенируют ("читают") все эти молекулы скопом и заносят результат в базы данных. Получается огромный массив информации. Никто прежде просто не проверял, совпадают ли какие-нибудь из этих геномов с генетическими "подписями" магнитотактических микроорганизмов.

Авторы новой статьи проанализировали крупнейшую базу данных о микробах, обитающих в организме животных, – MG-RAST – и обнаружили много любопытного.

Например, выяснилось, что в пробах пингвинов и морских черепах, обладающих неким внутренним компасом, встречаются магнитотактические бактерии вида сandidatus Magnetobacterium bavaricum. А в организмах других признанных мастеров магнитной навигации – гладких китов и некоторых видов летучих мышей – "расквартированы" микробы родов с говорящими названиями Magnetospirillum и Magnetococcus.

Учёные пока не выяснили, в каких органах и тканях обитают эти магнитотактические бактерии. Не исключено, что это мозг. Сейчас Фитэк и его коллеги разрабатывают методы, которые позволят это выяснить.