КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

---

Номер проекта 16-14-10159

НазваниеМеханизм работы магнитного компаса мигрирующих птиц

Руководитель Чернецов Никита Севирович, Доктор биологических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова Российской академии наук , г Санкт-Петербург

Конкурс №13 - Конкурс 2016 года на получение грантов по приоритетному направлению деятельности РНФ «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-101 - Зоология

Ключевые слова ориентация, птицы, миграция, геомагнитное поле, компасная система, магниторецепция

Код ГРНТИ34.33.27

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
Ориентация и навигация животных является одной из наиболее интересных нерешённых проблем современного естествознания. В 2005 г. журнал Science упомянул вопрос «Как мигрирующие организмы находят дорогу?» среди 125 важнейших вопросов, на которые у науки пока нет ответа. Для успешной навигации любое животное должно обладать компасной системой (компасом), который позволяет выбирать и поддерживать направление движения относительно сторон света, и картой, которая позволяет понять, где цель движения находится по отношению к животному (или, что то же самое, где животное находится по отношению к цели движения). Это представление называется концепцией "карты и компаса"; оно было сформулировано Г. Крамером в середине XX в. и продолжает оставаться важнейшей теоретической основой исследований дальней ориентации и навигации животных. Концепция карты и компаса позволила понять, что вопрос "как мигрирующие организмы находят дорогу?" распадается на два связанные между собой, но отдельные вопроса: "какова природа карты?" и "какова природа компаса?". Предлагаемый нами проект направлен на решение задач, относящихся ко второму из этих вопросов. В настоящее время существование магнитной компасной системы у птиц не подвергается сомнению. Есть сообщения об использовании магнитного компаса млекопитающими, морскими черепахами, земноводными и костистыми рыбами. Несмотря на значительное время, прошедшее после открытия магнитного компаса животных, его сенсорный механизм до сих пор остается неизвестным, хотя в последние 15-20 лет в этой области достигнут существенный прогресс. Данный проект направлен на установление сенсорного механизма магнитной ориентации животных на примере птиц, как класса живых существ, для которых поведенческие проявления ориентации по магнитному полю надежно установлены и позволяют ставить эксперименты в контролируемых условиях. Магнитный компас является одной из важнейших составляющих навигационной системы птиц, которая позволяет им решать сложнейшие задачи перемещения между местами зимовок и гнездования, зачастую отстоящими на многие тысячи километров друг от друга. Разгадка ее устройства и принципов функционирования может оказать неоценимую помощь в разработке перспективных технических систем бесспутниковой навигации. С фундаментальной биологической точки зрения, восприятие магнитного поля остается единственным чувством, для которого до сих пор не известен сенсорный механизм. Накапливающиеся к настоящему времени данные, несмотря на существенный прогресс, оставляют неизвестными базовые клеточные основы рецепции: не проведена убедительная идентификация рецепторных клеток и неизвестен механизм трансдукции сигнала. Выходом из этой ситуации неопределенности должно стать обнаружение сенсора геомагнитного поля хотя бы у одного модельного вида, и установление биофизических и физиологических принципов его работы. Новизна поставленной нами задачи заключается в том, что мы предполагаем создать новую модель магниторецептора в сетчатке птиц. Неспособность использовать магнитный компас в присутствии осциллирующих магнитных полей была предложена в качестве диагностического теста на наличие радикальных реакций в основе магнитного компаса. Однако дезориентация птиц начинается при амплитудах переменных полей, на два порядка меньших, чем можно было бы ожидать, исходя из теории бирадикальных реакций. Из результатов поведенческих экспериментов неизбежным образом вытекает необходимость ревизии представлений о биофизической природе процесса магнитнорецепции в сетчатке. Построение новой магниторецепторной модели, существенно дополняющей существующие представления, становится необходимым. Одним из теоретически возможных вариантов решения данной проблемы является гибридная модель магниторецептора, где детектором служат фотохимические реакции в криптохроме, а ферромагнитые кристаллические структуры служат усилителем слабых внешних магнитных полей. Поскольку принято считать, что основанный на криптохроме магниторецептор располагается в сетчатке, очевидным предсказанием гибридной модели будет присутствие в сетчатке глаз птиц ферромагнитных нанокристаллов соединений железа. Это предсказание может быть проверено с помощью гистологических методов.

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---