معلومة

15.9J: المستقبلات المغناطيسية - علم الأحياء

15.9J: المستقبلات المغناطيسية - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

تم العثور على أدلة على قدرتها على تغيير سلوكها استجابةً للحقل المغناطيسي للأرض في العديد من الحيوانات ، بما في ذلك السلاحف البحرية والطيور والأسماك (الشائعة بشكل خاص في تلك التي تهاجر) ونحل العسل والفئران وكذلك في بعض بكتيريا.

بعض الأمثلة:

  • يصاب الحمام الزاجل بالارتباك عندما يتم وضع المغناطيس على جانبي رأسه. ومع ذلك ، فإن هذا الارتباك يحدث فقط في الأيام الملبدة بالغيوم ، مما يشير إلى أن قدرتها على التنقل بواسطة الإشارات المغناطيسية هي نظام نسخ احتياطي.
  • تم أخذ Woodmice من أراضيهم الأصلية إلى موقع جديد على بعد 40 مترًا ، وعادة ما يتجه نحو المنزل (الجانب الأيسر من الشكل). ولكن إذا تعرضوا ، أثناء نقلهم ، إلى مجال مغناطيسي هو عكس المجال المغناطيسي للأرض - ولا يُسمح لهم برؤية التضاريس المحيطة - فهم يتجهون بعيدًا عن منزلهم (الجانب الأيمن من الشكل) .

على اليسار: الاتجاه الذي اتخذته فئران الخشب الفردية بعد إزالتها من منزلها في صندوق مغلق. على اليمين: نفس التجربة فيما عدا أن الفئران تعرضت لمجال مغناطيسي معكوس أثناء نقلها من منزلها. تمثل كل نقطة الاتجاه الذي يتخذه فأر واحد. يشير السهم الموجود داخل كل دائرة إلى المتوسط ​​لجميع الفئران. يتم نقل الفئران في صندوق مفتوح حتى يتمكنوا من رؤية المعالم الموجهة بشكل صحيح سواء كانت معرضة لحقل مغناطيسي غير طبيعي أم لا. (بناءً على عمل ماذر وبيكر ، الطبيعة ، 291: 152 ، 1981.)

العندليب القلاع (لوسينيا لوسينيا) الهجرة في الخريف من شمال أوروبا إلى أفريقيا الاستوائية. يقطعون هجرتهم بالتوقف في شمال مصر حيث يتغذون ويزيدون الوزن. من المفترض أن توفر هذه المحطة لهم مخزون الطاقة الذي يحتاجون إليه للطيران دون إطعامهم عبر الصحراء الكبرى.

تقرير فرانسون وزملاؤه في عدد 1 نوفمبر 2001 من طبيعة سجية أنهم عندما حصروا الطيور الساذجة (المولودة في السويد في ذلك الربيع) في السويد ولكنهم عرّضوها لمجال مغناطيسي مميز لشمال مصر ، شرعت الطيور في اكتساب الوزن كما لو أنها وصلت إلى مصر (وثلاث مرات أكثر من الطيور التي تم الاحتفاظ بها. في المجال المغناطيسي الطبيعي للسويد).

المستقبلات التي تكتشف المجالات المغناطيسية

موقع وآلية عمل المستقبلات في هذه الحيوانات لا يزال لغزًا. حبيبات مجهرية من أكسيد الحديد الأسود (FeO.الحديد2ا3) ، وهي مادة مغناطيسية ، تم العثور عليها في نحل العسل والحمام ، ولكن لا يُعرف ما إذا كانت هذه المواد تعمل كمستقبلات وكيف يمكن ذلك.

تقوم بكتيريا معينة بتوجيه نفسها في مجالات مغناطيسية ضعيفة مثل تلك الموجودة على الأرض ويتم ذلك بوساطة حبيبات المغنتيت داخل الخلية. هناك أيضًا دليل على أن الطيور والبرمائيات يمكن أن تكمل إحساسها المغناطيسي باستخدام تفاعل الضوء والمجالات المغناطيسية على جزيئات الكريبتوكروم في شبكية العين. قدرة ذبابة الفاكهة للاستجابة للمجالات المغناطيسية تعتمد على الضوء الأزرق و cryptochrome.

  • في حالة عدم وجود ضوء أزرق ، لا يستجيب الذباب لمجال مغناطيسي.
  • الذباب الطافرة التي تفتقر إلى الكريبتوكروم هي بالمثل غير حساسة للمجالات المغناطيسية.
  • ومع ذلك ، فإن الذباب الطافرة التي تم استبدال جيناتها الكريبتوكروم بالجين البشري تستجيب بشكل طبيعي للمجال المغناطيسي أثناء تعرضها للضوء الأزرق.

كيف يكتشف البشر المجالات المغناطيسية

هيئة المحلفين ما زالت خارج. هناك بعض الأدلة على أن البشر يمكنهم اكتشاف اتجاه المجالات المغناطيسية. تم العثور على كل من الكريبتوكروم والمغنتيت في البشر ، ولكن وجودهما قد لا يكون له علاقة بالاستقبال المغناطيسي.


علامة: مستقبلات مغناطيسية

تنص وثيقة رسمية لشركة Pfizer على أن الاستنشاق والتلامس الجسدي (الجلدي) مع الأفراد الملقحين ينقلون كل شيء في اللقاحات إلى اللقاحات غير المحصنة ، والنتائج مدمرة.


مقدمة

تمتلك مجموعة كبيرة ومتنوعة من الحيوانات حاسة مغناطيسية. تستخدم الطيور المهاجرة أدلة مغناطيسية (بالإضافة إلى استقطاب الضوء وعلامات النجوم وموقع الشمس) لتجد طريقها جنوبًا في الخريف والشمال في الربيع. السلمندر ، الضفادع ، يستخدمون المجال المغناطيسي للتوجيه عندما يتعين عليهم العثور على اتجاه أقرب شاطئ بسرعة ، على سبيل المثال ، عندما يشعرون بالخطر.

استخدم التجريبيون السلوكيون أنماط الحركة الطبيعية هذه لتصميم تجارب تسمح لهم بالتحقيق في الطريقة التي تُستخدم بها المعلومات المغنطيسية الأرضية للتوجيه. على سبيل المثال ، أثناء اضطرابات الهجرة (Zugunruhe) ، تتوق الطيور إلى الهجرة بحيث تتجمع حتى في الأقفاص في الاتجاه الذي تريد الهجرة إليه ، على سبيل المثال ، الجنوب في الخريف. إذا تم تغيير المجال المغناطيسي ، بحيث يظهر الجنوب المغناطيسي في اتجاه مختلف ، سوف تتجمع الطيور في هذا الاتجاه الجديد. تم استخدام هذا الاختبار السلوكي في عام 1966 بواسطة Wolfgang Wiltschko من جامعة فرانكفورت بألمانيا لإثبات لأول مرة أن الطيور المهاجرة تستخدم بالفعل أدلة مغناطيسية.

على الرغم من أن استخدام المجال المغنطيسي الأرضي للمعلومات الاتجاهية مثبت جيدًا تجريبيًا ، إلا أنه لا يُعرف عن طريق آلية الفيزياء الحيوية التي يتم تحقيق الاستقبال المغناطيسي بها. ربما يكون الحس المغناطيسي هو آلية الإدراك الأخيرة التي تظل فيها طبيعة المستقبلات والآلية الفيزيائية الحيوية غير معروفة.


مناقشة

على الرغم من أن المجال المتحيز وحده لم يؤثر على السلوك ، إلا أن النبض المغناطيسي ، كما كان من قبل ، كان له تأثير لاحق ملحوظ على اتجاه الفضة الأسترالية. تختلف استجابتها ثنائية النسق للنبض الذي يتم إدارته في وجود مجال التحيز إلى حد ما عن الميول أحادية النسق نحو الطرف الشرقي من هذا المحور التي لوحظت في دراستين سابقتين (W. Wiltschko et al. ، 1994 ، 1998). ومع ذلك ، في ضوء الفرضية التي تم اختبارها ، من الواضح أن التأثير لم يكن كما توقعنا في ظل افتراض السلاسل المغناطيسية المتنقلة الحساسة للقطبية. إذا كانت مثل هذه السلاسل جزءًا من المستقبلات المغناطيسية المشاركة في سلوك الهجرة ، لكان المرء قد توقع اختلافًا ملحوظًا في استجابات المجموعتين ، حيث تظهر الطيور المضادة للمضادات استجابة أكبر بكثير من طيور PAR. من الواضح أن هذا ليس ما لاحظناه. بدلاً من ذلك ، استجابت الطيور بنفس الطريقة ، بغض النظر عن اتجاه مجال التحيز. وبالتالي ، فإن النتائج التي توصلنا إليها تعارض الفرضية الأولية المتمثلة في أن جسيمات المجال المفردة التي تتحرك بحرية هي جزء من مستقبل حساس للقطبية ، قائم على المغنتيت.

ما نوع المستقبلات المغناطيسية التي تقترحها استجابة الطيور ، وما نوع المستقبلات المتوافقة مع نتائجنا على التوالي؟ أحد الاحتمالات هو أن المستقبلات المغناطيسية تحتوي على مجالات مفردة ذات حرية محدودة للحركة في ظل الظروف العادية ، بحيث لا يتم محاذاة بعضها في مجال التحيز ، ونتيجة لذلك ، تمت إعادة مغنطتها في حالة PAR. لا تحتاج المستقبلات المغناطيسية ، التي تطورت لاستخراج إشارة شدة من المجال المغنطيسي الأرضي ، بالضرورة إلى نطاق كامل من الحركة (للمناقشة ، انظر Kirschvink and Gould، 1981 Kirschvink and Walker، 1985). النبضة المغناطيسية ، المطبقة على مغناطيسات ليست حرة في الحركة ، من المرجح أن تنتج سلاسل ممغنطة بشكل غير متجانس. من المستحيل تحديد ما قد يعنيه ناتج المستقبل الذي تم تغييره بهذه الطريقة للطيور أنه يمكن أن يؤدي إلى سلوكيات مشابهة لتلك التي تم الإبلاغ عنها من الدراسات السابقة (W. Wiltschko et al. ، 1994 ، 1998) أو التي لوحظت في الحاضر .

ومع ذلك ، فإن الاحتمال الآخر هو أن فكرة مستقبل كثافة الطيور على أساس مجالات فردية مرتبة في سلاسل قد لا تكون صحيحة. أحد جوانب تجارب النبض السابقة (Wiltschko et al. ، 1994 ، 1998) التي لطالما كان من الصعب شرحها هو قصر مدة التأثير. لوحظ تأثير واضح فقط في يوم العلاج نفسه وفي اليوم التالي للعلاج بعد أسبوع من الارتباك الظاهر ، عاد المهاجرون إلى اتجاه هجرتهم الطبيعي (دبليو ويلتشكو وآخرون ، 1994 ، 1998). نظرًا لأن إعادة مغنطة المجالات الفردية يجب أن تكون مستقرة مثل النطاق الأصلي ، فمن الصعب رؤية كيف يمكن استعادة الحالة السابقة ، ويجب على المرء أن يلجأ إلى الافتراضات المساعدة. أحد الاحتمالات هو أن بعض الآليات غير المعروفة حتى الآن تسمح للجسيمات بإعادة تنظيم نفسها تدريجياً إلى وضعها الأصلي خلال فترة أسبوع من الزمن ، وبالتالي "الشفاء" والسماح للطيور باستعادة سلوكها الطبيعي. تمثل جسيمات المجال المفردة الممغنطة في اتجاهات متعاكسة لبقية السلسلة حالة طاقة عالية ومن ثم يبدو من الممكن أن تدور بلورات المغنتيت الفردية مرة أخرى في محاذاة داخل بنية المستقبل. قد يؤدي هذا إلى مغناطيس سلاسل كاملة من الجسيمات بطريقة معاكسة لمغناطيسها الأصلي ، ولكن إذا كان حجم العزم المغناطيسي للجسيمات فقط ، وليس قطبيتها ، هو الذي يحدد ناتج المستقبل (انظر كيرشفينك ووكر ، 1985) ، لن يؤثر ذلك على وظائفها. على النقيض من ذلك ، لا يمكننا استبعاد احتمال أن يتلاشى التأثير قد يعكس استجابة سلوكية بحتة. على الرغم من أن إعادة معايرة أحد مكونات نظام تحديد الموقع تبدو غير ممكنة طالما أن الطيور مقيدة بمساحة صغيرة من القفص (على عكس الحمام الذي يتم إطلاقه والمنزل على مسافات كبيرة ، انظر Beason et al. ، 1997) ، قد يدركون وجود تناقض مستمر بين مدخلات مستقبل قائم على المغنتيت والإشارات الأخرى المتضمنة في "خريطة" متعددة العوامل. قد يتسبب ذلك في تجاهلهم للمعلومات الواردة من هذا المستقبل ، والتراجع عن اتجاه هجرتهم الفطري.

الدراسات النسيجية التي تبحث عن جزيئات أكسيد الحديد الأسود في الطيور لم تنتج بعد دليلًا واضحًا على المجالات الفردية. تم العثور على سلاسل مغناطيسية ، مماثلة لتلك الموصوفة في البكتيريا ، في الأسماك ، وهي مجموعة فقارية أخرى (Mann et al. ، 1988 Diebel et al. ، 2000). في الطيور ، تمت الإشارة إلى المجالات الفردية في الغالب عن طريق قياسات الخصائص المغناطيسية (Walcott et al. تم انتزاعها من رأس الحمام دون أي إشارة إلى وضعها الأصلي. تم التعرف على رواسب الحديد في الأنسجة ، المرتبطة جزئيًا بألياف العصب البصري ، باستخدام Prussian Blue (Beason and Nichols ، 1984 Williams and Wild ، 2001) ، ولكن لم يتم إثبات ما إذا كانت في الواقع مغنتيت. باختصار ، لم يتم بعد إثبات بلورات المجال الفردي على هذا النحو في موقعها الطبيعي المتضمن في الأنسجة كجزء من مستقبلات في الطيور ، ومع ذلك لا يمكن استبعاد وجود أعداد صغيرة نسبيًا من المجالات الفردية اللازمة لتفسير السلوك المغنطيسي. . هانزليك وآخرون. (2000) و Winklhofer وآخرون. (2001) حددت مؤخرًا جزيئات أكسيد الحديد الأسود ذات الحجم الأصغر بكثير للحبيبات الفائقة المغناطيسية (SPM) في جلد المنقار العلوي للحمام ، أي في منطقة الحقول المستقبلة للعصب البصري. تم العثور عليها داخل الجلد تحت الجلد ، مرتبة في مجموعات محددة جيدًا محاطة بغمد من الخيوط العصبية.

نظرًا لأن البلورات فائقة المغنطيسية لا تحتوي على لحظات مغناطيسية ثابتة ، فإن مغنطتها تظل غير متأثرة بالنبض بالمثل ، فإن النبضة لن تسبب أي عزم أو ترجمات فيزيائية ، لذلك يبدو أن النزوح الكبير للبلورات أو الأضرار الميكانيكية لهيكل المستقبل غير مرجح إلى حد ما. في ضوء ذلك ، من الصعب رؤية كيف يمكن أن تؤثر النبضة على مستقبل يعتمد على جزيئات مغناطيسية فائقة لإحداث التأثير المرصود. ومع ذلك ، فإن النبضة التي تبلغ حوالي 10000 مرة من شدة مجال الأرض تمثل إشارة قوية للغاية لأي مستقبل يكتشف الشدة المغناطيسية. لا تزال طبيعة الهياكل التي تنقل الإشارات غير معروفة ، ولا يمكن استبعاد حدوث خلل مؤقت لمستقبل مبني لتسجيل اختلافات شدة دقيقة.

وبالتالي ، فإن دراستنا السلوكية قادرة على استبعاد الفرضية القائلة بأن السلاسل المتنقلة بحرية لنطاقات مفردة هي أحد مكونات المستقبل المحتمل ، لكنها لا تسمح لنا بالاختيار بين الاحتمالات الأخرى. لا يُعرف سوى القليل عن الحجم المحدد لجزيئات أكسيد الحديد الأسود في الطيور وبأي بنية يتم تضمينها. حتى الآن ، لا تتوفر دراسات أكثر تفصيلاً إلا عن أسماك السلمون (Walker et al.، 1997 Diebel et al.، 2000). يشير العمل الأخير من قبل Williams and Wild (2001) بوضوح إلى أن الهياكل المحتوية على الحديد في منقار الحمام ، على الرغم من أنها تغذيها أيضًا فرع من العصب الثلاثي، تختلف في الموقع والهيكل. هنا ، يجب أن نأمل في إجراء دراسات نسيجية جديدة تحدد جزيئات أكسيد الحديد الأسود فى الموقع في أنسجة الطيور وفي نفس الوقت تظهر تفاصيل بنية المستقبلات والوصلات بالجهاز العصبي.



تعليقات:

  1. Goltigrel

    انت مخطئ. يمكنني إثبات ذلك.

  2. Horemheb

    أنا آسف ، هذا لا يناسبني على الإطلاق.

  3. Fanuco

    أقترح عليك زيارة الموقع ، حيث توجد العديد من المقالات حول هذه المسألة.

  4. Osla

    حزين

  5. Lorenz

    ذهبت بطريق الخطأ إلى المنتدى وشاهدت هذا الموضوع. يمكنني مساعدتك بالنصيحة. معًا يمكننا الوصول إلى الإجابة الصحيحة.

  6. Shaktilkree

    أعتقد أن الموضوع ممتع للغاية. أقدم لكم لمناقشته هنا أو في رئيس الوزراء.

  7. Gregorio

    التافهات!

  8. Aric

    انت لست على حق. سنناقش.

  9. Fenrir

    ثم هذا.



اكتب رسالة