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

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

Research output

6 Downloads (Pure)

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

Cite this

Астахова, Любовь Александровна ; Ротов, Александр Юрьевич ; Кавокин, Кирилл Витальевич ; Чернецов, Никита Севирович ; Фирсов, Михаил Леонидович. / Связь магнитного компаса и фоторецепции у птиц: гипотезы и нерешенные вопросы. In: ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ БИОЛОГИИ. 2019 ; Vol. 80, No. 2. pp. 83-94.
@article{b3969caa22474d79b8fb50af5104c276,
title = "Связь магнитного компаса и фоторецепции 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 = "Астахова, {Любовь Александровна} and Ротов, {Александр Юрьевич} and Кавокин, {Кирилл Витальевич} and Чернецов, {Никита Севирович} and Фирсов, {Михаил Леонидович}",
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 фоторецепции у птиц: гипотезы и нерешенные вопросы. / Астахова, Любовь Александровна; Ротов, Александр Юрьевич; Кавокин, Кирилл Витальевич; Чернецов, Никита Севирович; Фирсов, Михаил Леонидович.

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

Research output

TY - JOUR

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

AU - Астахова, Любовь Александровна

AU - Ротов, Александр Юрьевич

AU - Кавокин, Кирилл Витальевич

AU - Чернецов, Никита Севирович

AU - Фирсов, Михаил Леонидович

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 -