Меню

Акула от поля земли

Акулы сориентировались по магнитной карте

Мигрирующие акулы, живущие в Мексиканском заливе, способны чувствовать магнитное поле Земли и ориентируются по «магнитной карте», которая показывает, где находится их «дом», выяснили американские биологи, которые впервые смогли доказать существование «магнитной карты» в контролируемых условиях эксперимента. Результаты исследования опубликованы в журнале Current Biology.

Многие виды скатов, акул и других пластиножаберных рыб мигрируют на большие расстояния, иногда на тысячи километров, но при этом умеют точно «выходить» в нужную точку в океане, что было бы невозможно, без совершенного «навигационного оборудования». Ученые с 1970-х годов знают, что акулы и скаты могут чувствовать электромагнитные поля, и полагали, что их электрочувствительные органы позволяют им получать данные из параметров магнитного поля Земли и определять направление движения (то есть использовать их как компас) и свое положение в океане (как карту).

В частности, наблюдения за молотоголовыми акулами, оснащенными ультразвуковыми метками, показали, что их маршруты очень точно соответствуют магнитному «ландшафту». Однако, чтобы точно выяснить, что акулы ориентируются именно по магнитному полю, нужно было поставить эксперимент в контролируемых условиях.

Именно эту задачи поставили перед собой Брайан Келлер (Bryan Keller) из университета Флориды и его коллеги. Чтобы облегчить себе задачу, они решили исследовать поведение небольших акул — малоголовых молот-рыб (Sphyrna tiburo), известных также как акула-лопата. Эти рыбы, живущие у побережья Америки, питаются в основном ракообразными, моллюсками и небольшими рыбами, размер их редко превышает метр. Молот-рыбы совершают регулярные миграции — летом они заходят в устья рек, а зимой уходят в глубокие воды.

Для эксперимента ученые выловили 20 акул, обитающих на отмели у острова Сайнт Джордж в Мексиканском заливе, и доставили их в океанологическую лабораторию Флоридского университета. Здесь всех подопытных рыб по очереди пометили в пластмассовый бассейн, окруженный системой из катушек Мерритта, способной создавать магнитное поле высокой однородности. Каждую из рыб помещали в три типа «магнитного» окружения: контрольное, соответствующее месту, где они были выловлены, точке в Мексиканском заливе, расположенной на 600 километров южнее от места поимки, и месту на суше в 600 километрах севернее от места вылова. За поведением рыб наблюдали с помощью камеры, отслеживая преимущественное направление движения.

Схема экспериментальной установки

Bryan A. Keller et al., Current Biology, 2021

Источник

Физика в мире животных: как акулы ориентируются при помощи магнитного поля Земли

Биологи долгое время считали, что акулы чувствуют магнитное поле Земли и ориентируются благодаря ему. Сейчас, наконец, нашелся ученый, который это доказал

Каждый год большие белые акулы совершают продолжительное путешествие длиною в 20 000 км, преодолевая расстояние от Южной Африки до Австралии. По пути они никуда не сворачивают, траектория путешествия представляет практически идеальную прямую линию. И это не все — они не только доплывают до Австралии, но и возвращаются обратно. Естественно, в воде нет каких-либо более-менее узнаваемых примет, которые помогают этим рыбам ориентироваться. Более того, по пути встречаются разные течения, меняется температура воды, день сменяется ночью. Но акулы плывут по прямой линии, не сбиваясь с дороги.

Десятилетиями ученые обсуждали теорию, согласно которой акулы чувствуют магнитное поле Земли, используя его для ориентирования в пространстве. Но акула — не голубь, практически подтвердить теорию достаточно сложно. Белые акулы вырастают до огромных размеров — до 6 метров в длину и массой до тонны или даже больше. Сложно себе представить лабораторию, в которой можно создать водоем с этими огромными рыбами и что-то там тестировать. Но эту проблему все же удалось решить, результаты исследования опубликованы в Current Biology.

Для того, чтобы доказать гипотезу, Брайан Келлер, исследователь из Университета штата Флорида (англ. Florida State University, FSU), создал систему, способную создавать магнитные поля разной конфигурации. Он построил 3-метровый куб из дерева с большим резервуаром в центре. Также он намотал на куб около 2 км медной проволоки. При подключении к источнику питания эта обмотка генерирует магнитное поле. Регулируя подачу тока, Келлер получит возможность генерировать магнитное поле разной конфигурации, имитируя определенные условия, с которыми акулы могут столкнуться в океане. При помощи своей системы Келлер решил проверить, будет ли акула, помещенная в резервуар с водой, реагировать на изменение магнитного поля.

Читайте также:  Изъятие земли по использованию не по назначению

Этот способ уже использовался для изучения возможностей других морских животных, например, черепах. Келлер, будучи уверенным в том, что акулы способны чувствовать магнитное поле (это показали другие ученые), решил узнать, как именно эти огромные рыбы используют свое умение. «Для проведения исследования нам нужен был вид акул, которые мигрируют, но небольшого размера. Я остановил свой выбор на малоголовой молот-рыбе», — рассказал Келлер. Этот вид акул сбивается в стаи, которые мигрируют от побережья Флориды к Мексиканскому заливу, где они проводят зиму.

Келлер протестировал акул с моделированием трех разных конфигураций магнитных полей. Одна конфигурация соответствовала побережью Флориды. Вторая — точке в 600 км к югу от обычного маршрута рыбы-молота, третья — точка в 600 км от региона в Теннесси, где эти акулы никогда не были и быть не могли. Первые две конфигурации не оказали на рыб особого влияния. Но третья — да, в ходе теста рыбы стали плавать так, чтобы их голова указывала на север. Келлер пришел к выводу, что акулы не просто способны ощущать магнитное поле, но и двигаются благодаря этому умению в определенном направлении.

Исследование Келлера заинтересовало и других ученых, связанных с темой ориентирования животных благодаря магнитному полю. Так, Кеннет Ломанн, профессор биологии Университета Северной Каролины, посчитал исследование Келлера наглядной демонстрацией возможностей акул. Ломанн ранее обнаружил и изучил аналогичные способности у лосося и морских черепах. Вероятно, считает но, способность ориентирования при помощи магнитного поля широко распространена у мигрирующих морских животных.

По словам Ломанна, молодые акулы запоминают магнитный «адрес» своего родного региона, что помогает им мигрировать на тысячи километров, всегда возвращаясь в родные места.

Что касается других животных, то те же лососи, кроме магнитного поля, используют еще и обоняние для определения «родных» мест. Возможно, аналогичным образом действуют и акулы, у которых обоняние развито чрезвычайно хорошо.

Еще один важный вопрос — как именно акулы или другие живые организмы ощущают магнитное поле. Это настоящая загадка. Есть предположение, что в какой-либо орган «встроены» небольшие кристаллы магнитного вещества. Возможно, кристаллики этого вещества находятся где-то в нервной системе. Второе предположение — магнитные поля воздействуют на рецепторы зрительной системы рыбы, черепахи или другого живого организма. В итоге при ориентировании на север окружающая «картинка» краснеет. Если так, то получается, что у животных есть нечто вроде примитивной гарнитуры дополненной реальности.

У акул есть также специальные органы чувств, которые называются ампулами Лоренцини. Они отвечают за электрорецепцию и достигли максимального развития у хрящевых рыб (акул, скатов и химер). Эти органы позволяют рыбам улавливать электрические поля и замечать чрезвычайно малые изменения в их напряженности.

По словам ученых, ознакомившихся с исследованием Келлера, оно важно, поскольку дает возможность разобраться с механизмом миграции рыб. Вероятно, подобные исследования помогут понять, мешают ли механизму миграции подводные коммуникации проложенные человеком — например, подводные кабели, идущие по дну от ветрогенераторов, расположенных в море, к берегу. Возможно, электрический ток, генерирующий слабое магнитное поле, будет сбивать стаи рыб и других морских животных с пути.

Пока что с этим вопросом ничего не ясно. Возможно, что технологические сооружения как-то влияют на животных, возможно, на одни виды влияют, на другие нет. Существует и вероятность полного отсутствия какого-либо влияния энергетических установок человека на животных. Но в любом случае, нужно быть осторожными, чтобы не нанести ущерб животным, которые мигрируют, ориентируясь благодаря магнитному полю.

Источник

Акулы используют магнитное поле Земли как компас

Акулы используют магнитное поле Земли как компас.

«Это действительно интересная и наглядная демонстрация того, что акулы используют магнитное поле Земли как своего рода карту», ​​- говорит Кеннет Ломанн, профессор биологии Университета Северной Каролины, не принимавший участия в исследовании. Ломанн задокументировал аналогичные способности у лосося и морских черепах. Он говорит, что это исследование предполагает, что способность ориентироваться с помощью магнитного зондирования может быть широко распространена у морских животных, которые мигрируют сезонно.

«Это что-то вроде маленького ребенка, которого заставляют узнать свой домашний адрес», — говорит Ломанн.

Когда они маленькие, акулы узнают магнитный «адрес» своего родного устья или залива. Эта информация поможет им вернуться позже, даже после того, как они проплыли тысячи километров. (Он подозревает, что они, возможно, не ответили на магнитную информацию Теннесси, потому что она выходит за пределы известного им диапазона.)

Читайте также:  Классный час как сберечь планету земля 6 класс

В дополнение к магнитным данным лосось также использует запахи для определения своих нерестилищ, и акулы тоже могут это делать, особенно в конце своего путешествия. «На мой взгляд, образование запаха играет большую роль в мелкомасштабных движениях», – говорит Келлер, но он не думает, что запах достаточно силен, чтобы вести их на сотни километров.

«Каждое животное, воспринимающее магнитные поля, остается настоящей загадкой», – говорит Ломанн. Одна из теорий состоит в том, что у них есть кристаллы магнетита, которые ощущают истинный север и встроены где-то в их мозг или нервную систему. Другая причина в том, что магнитные поля влияют на их рецепторы визуально, вроде систем, которые накладывают цвета или световые узоры на ваше зрение, например гарнитура дополненной реальности. Возможно, север имеет красноватый оттенок, а животное просто следует этому цвету.

У акул также есть поры в мордах, заполненные ампулами Лоренцини — рецепторами, которые воспринимают электрические токи в воде. Акулы находят добычу, электрически ощущая сердцебиение. Возможно, эти рецепторы также воспринимают магнитные поля или улавливают их косвенно, замечая, как они взаимодействуют с электрическими токами. Никто пока не может сделать окончательных выводов. «Нет никаких оснований предполагать, что есть только один механизм, который используют все животные», — считает Ломанн.

Исследования, подобные исследованиям Келлера, важны, потому что они помогают решить давнюю загадку о том, как акулы совершают свои великие миграции, и дают людям лучшее понимание того, как наши морские технологии влияют на них.

«Это действительно имеет большое влияние на управление и сохранение этих видов», – говорит Кайл Ньютон, биолог из Вашингтонского университета в Сент-Луисе, изучающий, как скаты перемещаются с помощью магнитных полей.

Это особенно важно понимать, поскольку офшорные ветряные электростанции становятся все более популярными – и эти области могут быть разрушительными. Турбины преобразуют энергию ветра в электричество, которое переносится на берег по подводным кабелям. И точно так же, как Куб Келлера использует электричество для имитации магнитного поля Земли, подводные силовые кабели также генерируют свои собственные небольшие магнитные поля в океане. Эти аномалии могут сбить с толку животных и побудить их отклониться от правильного маршрута или заманить их на поиски в среду, где нет подходящей добычи.

Пока неясно, действительно ли произойдет вмешательство. По словам Ньютона, эти аномалии небольшие и вообще не могут иметь никакого эффекта. Или они беспокоят одних животных больше, чем других. Однако он считает, что людям необходимо изучить вероятность, чтобы мы не сорвали эти важные миграции. Поскольку люди не могут воспринимать магнитные сигналы, Ньютон говорит: «Нам легко не обращать на это внимания. Это просто не на нашем радаре. Однако, если мы понимаем стимулы, которые могут ощущать другие животные, мы можем быть осторожными, чтобы не наносить постоянный вред этим сигналам».

Источник

Физика в мире животных: как акулы ориентируются при помощи магнитного поля Земли

Биологи долгое время считали, что акулы чувствуют магнитное поле Земли и ориентируются благодаря ему. Сейчас, наконец, нашелся ученый, который это доказал

Каждый год большие белые акулы совершают продолжительное путешествие длиною в 20 000 км, преодолевая расстояние от Южной Африки до Австралии. По пути они никуда не сворачивают, траектория путешествия представляет практически идеальную прямую линию. И это не все — они не только доплывают до Австралии, но и возвращаются обратно. Естественно, в воде нет каких-либо более-менее узнаваемых примет, которые помогают этим рыбам ориентироваться. Более того, по пути встречаются разные течения, меняется температура воды, день сменяется ночью. Но акулы плывут по прямой линии, не сбиваясь с дороги.

Десятилетиями ученые обсуждали теорию, согласно которой акулы чувствуют магнитное поле Земли, используя его для ориентирования в пространстве. Но акула — не голубь, практически подтвердить теорию достаточно сложно. Белые акулы вырастают до огромных размеров — до 6 метров в длину и массой до тонны или даже больше. Сложно себе представить лабораторию, в которой можно создать водоем с этими огромными рыбами и что-то там тестировать. Но эту проблему все же удалось решить, результаты исследования опубликованы в Current Biology.

Читайте также:  Как сделать гидроизоляцию бетонных колец в земле внутри

Для того, чтобы доказать гипотезу, Брайан Келлер, исследователь из Университета штата Флорида (англ. Florida State University, FSU), создал систему, способную создавать магнитные поля разной конфигурации. Он построил 3-метровый куб из дерева с большим резервуаром в центре. Также он намотал на куб около 2 км медной проволоки. При подключении к источнику питания эта обмотка генерирует магнитное поле. Регулируя подачу тока, Келлер получит возможность генерировать магнитное поле разной конфигурации, имитируя определенные условия, с которыми акулы могут столкнуться в океане. При помощи своей системы Келлер решил проверить, будет ли акула, помещенная в резервуар с водой, реагировать на изменение магнитного поля.

Этот способ уже использовался для изучения возможностей других морских животных, например, черепах. Келлер, будучи уверенным в том, что акулы способны чувствовать магнитное поле (это показали другие ученые), решил узнать, как именно эти огромные рыбы используют свое умение. «Для проведения исследования нам нужен был вид акул, которые мигрируют, но небольшого размера. Я остановил свой выбор на малоголовой молот-рыбе», — рассказал Келлер. Этот вид акул сбивается в стаи, которые мигрируют от побережья Флориды к Мексиканскому заливу, где они проводят зиму.

Келлер протестировал акул с моделированием трех разных конфигураций магнитных полей. Одна конфигурация соответствовала побережью Флориды. Вторая — точке в 600 км к югу от обычного маршрута рыбы-молота, третья — точка в 600 км от региона в Теннеси, где эти акулы никогда не были и быть не могли. Первые две конфигурации не оказали на рыб особого влияния. Но третья — да, в ходе теста рыбы стали плавать так, чтобы их голова указывала на север. Келлер пришел к выводу, что акулы не просто способны ощущать магнитное поле, но и двигаются благодаря этому умению в определенном направлении.

Исследование Келлера заинтересовало и других ученых, связанных с темой ориентирования животных благодаря магнитному полю. Так, Кеннет Ломанн, профессор биологии Университета Северной Каролины, посчитал исследование Келлера наглядной демонстрацией возможностей акул. Ломанн ранее обнаружил и изучил аналогичные способности у лосося и морских черепах. Вероятно, считает но, способность ориентирования при помощи магнитного поля широко распространена у мигрирующих морских животных.

По словам Ломанна, молодые акулы запоминают магнитный «адрес» своего родного региона, что помогает им мигрировать на тысячи километров, всегда возвращаясь в родные места.

Что касается других животных, то те же лососи, кроме магнитного поля, используют еще и обоняние для определения «родных» мест. Возможно, аналогичным образом действуют и акулы, у которых обоняние развито чрезвычайно хорошо.

Еще один важный вопрос — как именно акулы или другие живые организмы ощущают магнитное поле. Это настоящая загадка. Есть предположение, что в какой-либо орган «встроены» небольшие кристаллы магнитного вещества. Возможно, кристаллики этого вещества находятся где-то в нервной системе. Второе предположение — магнитные поля воздействуют на рецепторы зрительной системы рыбы, черепахи или другого живого организма. В итоге при ориентировании на север окружающая «картинка» краснеет. Если так, то получается, что у животных есть нечто вроде примитивной гарнитуры дополненной реальности.

У акул есть также специальные органы чувств, которые называются ампулами Лоренцини . Они отвечают за электрорецепцию и достигли максимального развития у хрящевых рыб (акул, скатов и химер). Эти органы позволяют рыбам улавливать электрические поля и замечать чрезвычайно малые изменения в их напряженности.

По словам ученых, ознакомившихся с исследованием Келлера, оно важно, поскольку дает возможность разобраться с механизмом миграции рыб. Вероятно, подобные исследования помогут понять, мешают ли механизму миграции подводные коммуникации проложенные человеком — например, подводные кабели, идущие по дну от ветрогенераторов, расположенных в море, к берегу. Возможно, электрический ток, генерирующий слабое магнитное поле, будет сбивать стаи рыб и других морских животных с пути.

Пока что с этим вопросом ничего не ясно. Возможно, что технологические сооружения как-то влияют на животных, возможно, на одни виды влияют, на другие нет. Существует и вероятность полного отсутствия какого-либо влияния энергетических установок человека на животных. Но в любом случае, нужно быть осторожными, чтобы не нанести ущерб животным, которые мигрируют, ориентируясь благодаря магнитному полю.

Источник

Adblock
detector