Связь магнитного компаса и магниторецепции у птиц: гипотезы и нерешенные вопросы

Никита Севирович Чернецов, Кирилл Витальевич Кавокин, Александр Юрьевич Ротов, Любовь Александровна Астахова, Михаил Леонидович Фирсов

Research output

Abstract

Существование магнитной компасной системы, позволяющей животным поддерживать направление миграционных перемещений, было впервые показано у птиц около пятидесяти лет назад. За прошедшие полвека был получен большой объем косвенных, главным образом поведенческих, данных об особенностях работы магнитного компаса птиц и его взаимосвязи с восприятием световой информации. На основании этих данных сложилось доминирующее на сегодняшний день представление о том, что первичный магниторецептор у птиц расположен в сетчатке глаза, и наиболее популярной гипотезой, описывающей работу такого магниторецептора, является модель радикальных пар.
Согласно этой модели первичными рецепторными молекулами, воспринимающими магнитное поле, являются белки криптохромы, присутствующие в нейронах сетчатки птиц. Предполагается, что молекулы криптохромов, локализованные в фоторецепторных клетках, могут иметь упорядоченную ори-
ентацию относительно поверхности сетчатки. При поглощении фотонов коротковолновой области спектра эти молекулы давали бы зависящий от направления внешнего магнитного поля химический отклик. Чувствительность фотохимических реакций с участием радикальных пар в криптохромах к
магнитному полю подтверждается как теоретическими расчетами, так и экспериментами. Однако к настоящему времени не получено никаких экспериментальных данных о молекулярных механизмах дальнейшей трансдукции сигнала, индуцированного магнитным полем. Существующие гипотезы о
возможной природе этих механизмов имеют ряд проблем с точки зрения их совместимости с современными представлениями о работе фоторецепторной сенсорной системы. Эти гипотезы предполагают наличие у участников зрительного процесса особых свойств (как на молекулярном, так и на клеточном уровне), к настоящему времени не подтвержденных экспериментально. Таким образом, в настоящее время перед наукой о магниторецепции ставится задача последовательной проверки имеющихся гипотез о молекулярной природе магнитного компаса птиц.
Original languageRussian
Pages (from-to)83-94
Number of pages12
JournalЖУРНАЛ ОБЩЕЙ БИОЛОГИИ
Volume80
Issue number2
Publication statusPublished - 2019

Scopus subject areas

  • Sensory Systems

Cite this

Чернецов, Никита Севирович ; Кавокин, Кирилл Витальевич ; Ротов, Александр Юрьевич ; Астахова, Любовь Александровна ; Фирсов, Михаил Леонидович. / Связь магнитного компаса и магниторецепции у птиц: гипотезы и нерешенные вопросы. In: ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ БИОЛОГИИ. 2019 ; Vol. 80, No. 2. pp. 83-94.
@article{ea130aebaa484f2e848b0cf27aa68e25,
title = "Связь магнитного компаса и магниторецепции у птиц: гипотезы и нерешенные вопросы",
abstract = "Существование магнитной компасной системы, позволяющей животным поддерживать направление миграционных перемещений, было впервые показано у птиц около пятидесяти лет назад. За прошедшие полвека был получен большой объем косвенных, главным образом поведенческих, данных об особенностях работы магнитного компаса птиц и его взаимосвязи с восприятием световой информации. На основании этих данных сложилось доминирующее на сегодняшний день представление о том, что первичный магниторецептор у птиц расположен в сетчатке глаза, и наиболее популярной гипотезой, описывающей работу такого магниторецептора, является модель радикальных пар.Согласно этой модели первичными рецепторными молекулами, воспринимающими магнитное поле, являются белки криптохромы, присутствующие в нейронах сетчатки птиц. Предполагается, что молекулы криптохромов, локализованные в фоторецепторных клетках, могут иметь упорядоченную ори-ентацию относительно поверхности сетчатки. При поглощении фотонов коротковолновой области спектра эти молекулы давали бы зависящий от направления внешнего магнитного поля химический отклик. Чувствительность фотохимических реакций с участием радикальных пар в криптохромах кмагнитному полю подтверждается как теоретическими расчетами, так и экспериментами. Однако к настоящему времени не получено никаких экспериментальных данных о молекулярных механизмах дальнейшей трансдукции сигнала, индуцированного магнитным полем. Существующие гипотезы овозможной природе этих механизмов имеют ряд проблем с точки зрения их совместимости с современными представлениями о работе фоторецепторной сенсорной системы. Эти гипотезы предполагают наличие у участников зрительного процесса особых свойств (как на молекулярном, так и на клеточном уровне), к настоящему времени не подтвержденных экспериментально. Таким образом, в настоящее время перед наукой о магниторецепции ставится задача последовательной проверки имеющихся гипотез о молекулярной природе магнитного компаса птиц.",
author = "Чернецов, {Никита Севирович} and Кавокин, {Кирилл Витальевич} and Ротов, {Александр Юрьевич} and Астахова, {Любовь Александровна} and Фирсов, {Михаил Леонидович}",
note = "Астахова Л.А., Ротов А.Ю., Кавокин К.В., Чернецов Н.С., Фирсов М.Л. 2019. Связь магнитного компаса и магниторецепции у птиц: гипотезы и нерешенные вопросы. Журнал общей биологии 80 (2): 83–94.",
year = "2019",
language = "русский",
volume = "80",
pages = "83--94",
journal = "ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ БИОЛОГИИ",
issn = "0044-4596",
publisher = "МАИК {"}Наука/Интерпериодика{"}",
number = "2",

}

Связь магнитного компаса и магниторецепции у птиц: гипотезы и нерешенные вопросы. / Чернецов, Никита Севирович; Кавокин, Кирилл Витальевич; Ротов, Александр Юрьевич; Астахова, Любовь Александровна; Фирсов, Михаил Леонидович.

In: ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ БИОЛОГИИ, Vol. 80, No. 2, 2019, p. 83-94.

Research output

TY - JOUR

T1 - Связь магнитного компаса и магниторецепции у птиц: гипотезы и нерешенные вопросы

AU - Чернецов, Никита Севирович

AU - Кавокин, Кирилл Витальевич

AU - Ротов, Александр Юрьевич

AU - Астахова, Любовь Александровна

AU - Фирсов, Михаил Леонидович

N1 - Астахова Л.А., Ротов А.Ю., Кавокин К.В., Чернецов Н.С., Фирсов М.Л. 2019. Связь магнитного компаса и магниторецепции у птиц: гипотезы и нерешенные вопросы. Журнал общей биологии 80 (2): 83–94.

PY - 2019

Y1 - 2019

N2 - Существование магнитной компасной системы, позволяющей животным поддерживать направление миграционных перемещений, было впервые показано у птиц около пятидесяти лет назад. За прошедшие полвека был получен большой объем косвенных, главным образом поведенческих, данных об особенностях работы магнитного компаса птиц и его взаимосвязи с восприятием световой информации. На основании этих данных сложилось доминирующее на сегодняшний день представление о том, что первичный магниторецептор у птиц расположен в сетчатке глаза, и наиболее популярной гипотезой, описывающей работу такого магниторецептора, является модель радикальных пар.Согласно этой модели первичными рецепторными молекулами, воспринимающими магнитное поле, являются белки криптохромы, присутствующие в нейронах сетчатки птиц. Предполагается, что молекулы криптохромов, локализованные в фоторецепторных клетках, могут иметь упорядоченную ори-ентацию относительно поверхности сетчатки. При поглощении фотонов коротковолновой области спектра эти молекулы давали бы зависящий от направления внешнего магнитного поля химический отклик. Чувствительность фотохимических реакций с участием радикальных пар в криптохромах кмагнитному полю подтверждается как теоретическими расчетами, так и экспериментами. Однако к настоящему времени не получено никаких экспериментальных данных о молекулярных механизмах дальнейшей трансдукции сигнала, индуцированного магнитным полем. Существующие гипотезы овозможной природе этих механизмов имеют ряд проблем с точки зрения их совместимости с современными представлениями о работе фоторецепторной сенсорной системы. Эти гипотезы предполагают наличие у участников зрительного процесса особых свойств (как на молекулярном, так и на клеточном уровне), к настоящему времени не подтвержденных экспериментально. Таким образом, в настоящее время перед наукой о магниторецепции ставится задача последовательной проверки имеющихся гипотез о молекулярной природе магнитного компаса птиц.

AB - Существование магнитной компасной системы, позволяющей животным поддерживать направление миграционных перемещений, было впервые показано у птиц около пятидесяти лет назад. За прошедшие полвека был получен большой объем косвенных, главным образом поведенческих, данных об особенностях работы магнитного компаса птиц и его взаимосвязи с восприятием световой информации. На основании этих данных сложилось доминирующее на сегодняшний день представление о том, что первичный магниторецептор у птиц расположен в сетчатке глаза, и наиболее популярной гипотезой, описывающей работу такого магниторецептора, является модель радикальных пар.Согласно этой модели первичными рецепторными молекулами, воспринимающими магнитное поле, являются белки криптохромы, присутствующие в нейронах сетчатки птиц. Предполагается, что молекулы криптохромов, локализованные в фоторецепторных клетках, могут иметь упорядоченную ори-ентацию относительно поверхности сетчатки. При поглощении фотонов коротковолновой области спектра эти молекулы давали бы зависящий от направления внешнего магнитного поля химический отклик. Чувствительность фотохимических реакций с участием радикальных пар в криптохромах кмагнитному полю подтверждается как теоретическими расчетами, так и экспериментами. Однако к настоящему времени не получено никаких экспериментальных данных о молекулярных механизмах дальнейшей трансдукции сигнала, индуцированного магнитным полем. Существующие гипотезы овозможной природе этих механизмов имеют ряд проблем с точки зрения их совместимости с современными представлениями о работе фоторецепторной сенсорной системы. Эти гипотезы предполагают наличие у участников зрительного процесса особых свойств (как на молекулярном, так и на клеточном уровне), к настоящему времени не подтвержденных экспериментально. Таким образом, в настоящее время перед наукой о магниторецепции ставится задача последовательной проверки имеющихся гипотез о молекулярной природе магнитного компаса птиц.

M3 - Обзорная статья

VL - 80

SP - 83

EP - 94

JO - ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ БИОЛОГИИ

JF - ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ БИОЛОГИИ

SN - 0044-4596

IS - 2

ER -