Каково это — чувствовать магнитное поле Земли: танцующие черепахи раскрыли этот секрет

Людям сложно представить, каково это — чувствовать магнитное поле Земли. Но новое исследование представляет первые доказательства того, что головастые черепахи (Caretta caretta) используют магнитные поля в качестве компаса, а также используют их для определения своего географического положения, пишет Cosmos.

Морские черепахи — выдающиеся навигаторы, способные прокладывать пути через тысячи километров океана и возвращаться к тем же местам кормления после миграции. Понимание того, как животным удается обнаруживать и интерпретировать магнитные поля, как считают ученые, может помочь экологам смягчить нарушения, вызванные искусственными сооружениями, мешающие естественным магнитным сигналам.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

По словам первого автора исследования, доктора Кайла Гоффорта, их новое открытие, по сути, является важнейшим шагом вперед в понимании того, как животные воспринимают и используют магнитное поле Земли. Предполагается, что в дальнейшем открытие также может способствовать разработке новых навигационных технологий.

В ходе исследования ученые впервые изучили, может ли мигрирующее животное научиться распознавать магнитные сигнатуры различных географических областей. Десятилетиями предполагалось, что животные способны распознавать магнитные сигнатуры, однако новая работа ученых, по сути, стала первой в истории эмпирической демонстрацией этой способности. Таким образом ученые смогли заполнить важный пробел в знаниях человечества.

Магнитное поле Земли присутствует по всему земному шару, однако оно не однородно. Интенсивность, наклон и угол, образующийся между линиями магнитного поля и поверхностью планеты предсказуемо меняются в зависимости от местоположения. Теперь ученым удалось показать, как головастым черепахам удается распознавать, изучать и запоминать эти магнитные сигнатуры.

В течение двух месяцев команда обучала молодых головастых черепах: животных помещали в магнитное поле, настроенное так, чтобы имитировать поле, обнаруженное в реальном регионе в океане. После этого животные также провели такое же время во втором магнитном поле, где их не кормили. Четыре месяца спустя они снова подвергли головастых черепах воздействию двух магнитных полей и измерили количество времени, которое они провели, "танцуя как черепаха".

По словам авторов исследования, поведение черепах во время танца — это отличительная модель движения, демонстрируемая животными в ожидании пищи. Команда также выявила некоторые отличительные черты поведения животных, в том числе:

• вертикальный наклон тела;
• удерживание головы около или над водой;
• быстрое чередующееся движение передних ласт;
• вращение на месте.

Все эти движения вместе известны, как "танец черепахи". Результаты исследования показывают, что животные проводили значительно больше времени в "танце", когда подвергались воздействию первого магнитного поля, в сравнении с другим. Более того, результаты указывают на то, что наклон и интенсивность магнитного поля должны соответствовать поощренному полю, чтобы черепахи отреагировали.

Команда считает, что животные узнали и запомнили эти условия как область, где они получали пищу. Это свидетельствует о том, что черепахи используют усвоенную магнитную информацию для навигации обратно к местам добычи пищи.

По словам профессора биологии в Университете Северной Каролины Кена Ломанна, способность различать магнитные поля разных географических областей, вероятно, объясняет, как многим животным, в том числе и морским черепаха, удается перемещаться на большие расстояния к определенным местам.

Но как именно черепахи воспринимают эту информацию? Авторы исследования отмечают, что механизмы все еще не были определены у животных, однако у ученых есть несколько предположений. Например, одним из этих механизмов, нарушающихся магнитными полями в радиочастотном диапазоне (0,1–10 МГц), считается "химическая магниторецепция".

Любопытно, что способность головастых черепах ориентироваться с помощью магнитных полей была нарушена осциллирующими магнитными полями радиочастотного диапазона, однако их способность распознавать поля, связанные с пищей — не была нарушена. Это говорит о том, что магнитное картографическое чувство и компасное чувство черепах основаны на двух разных механизмах.