Як це — відчувати магнітне поле Землі: черепахи, що танцюють, розкрили цей секрет

Завдяки черепахам, які танцюють, учені з'ясували, як тварини орієнтуються в магнітних полях.

Людям складно уявити, як це — відчувати магнітне поле Землі. Але нове дослідження представляє перші докази того, що головасті черепахи (Caretta caretta) використовують магнітні поля як компас, а також використовують їх для визначення свого географічного положення, пише Cosmos.

Морські черепахи — видатні навігатори, здатні прокладати шляхи через тисячі кілометрів океану і повертатися до тих самих місць годування після міграції. Розуміння того, як тваринам вдається виявляти та інтерпретувати магнітні поля, як вважають учені, може допомогти екологам пом'якшити порушення, спричинені штучними спорудами, що заважають природним магнітним сигналам.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

За словами першого автора дослідження, доктора Кайла Гоффорта, їхнє нове відкриття, по суті, є найважливішим кроком уперед у розумінні того, як тварини сприймають і використовують магнітне поле Землі. Передбачається, що надалі відкриття також може сприяти розробці нових навігаційних технологій.

Під час дослідження вчені вперше вивчили, чи може тварина, що мігрує, навчитися розпізнавати магнітні сигнатури різних географічних областей. Десятиліттями передбачалося, що тварини здатні розпізнавати магнітні сигнатури, проте нова робота вчених, по суті, стала першою в історії емпіричною демонстрацією цієї здатності. Таким чином вчені змогли заповнити важливу прогалину в знаннях людства.

Магнітне поле Землі присутнє по всій земній кулі, проте воно не однорідне. Інтенсивність, нахил і кут, що утворюється між лініями магнітного поля і поверхнею планети передбачувано змінюються залежно від місця розташування. Тепер ученим вдалося показати, як головастим черепахам вдається розпізнавати, вивчати та запам'ятовувати ці магнітні сигнатури.

Протягом двох місяців команда навчала молодих головастих черепах: тварин поміщали в магнітне поле, налаштоване так, щоб імітувати поле, виявлене в реальному регіоні в океані. Після цього тварини також провели такий самий час у другому магнітному полі, де їх не годували. Чотири місяці потому вони знову піддали головастих черепах впливу двох магнітних полів і виміряли кількість часу, який вони провели, "танцюючи як черепаха".

За словами авторів дослідження, поведінка черепах під час танцю — це відмінна модель руху, що демонструється тваринами в очікуванні їжі. Команда також виявила деякі відмінні риси поведінки тварин, зокрема:

вертикальний нахил тіла;
утримування голови близько або над водою;
швидкий почерговий рух передніх ласт;
обертання на місці.

Усі ці рухи разом відомі, як "танець черепахи". Результати дослідження показують, що тварини проводили значно більше часу в "танці", коли піддавалися впливу першого магнітного поля, порівняно з іншим. Ба більше, результати вказують на те, що нахил та інтенсивність магнітного поля повинні відповідати заохоченому полю, щоб черепахи відреагували.

Команда вважає, що тварини впізнали та запам'ятали ці умови як область, де вони отримували їжу. Це свідчить про те, що черепахи використовують засвоєну магнітну інформацію для навігації назад до місць видобутку їжі.

За словами професора біології в Університеті Північної Кароліни Кена Ломанна, здатність розрізняти магнітні поля різних географічних областей, імовірно, пояснює, як багатьом тваринам, зокрема й морським черепахам, вдається переміщатися на великі відстані до певних місць.

Але як саме черепахи сприймають цю інформацію? Автори дослідження зазначають, що механізми все ще не були визначені у тварин, однак у вчених є кілька припущень. Наприклад, одним із цих механізмів, що порушуються магнітними полями в радіочастотному діапазоні (0,1-10 МГц), вважається "хімічна магніторецепція".

Цікаво, що здатність головоногих черепах орієнтуватися за допомогою магнітних полів була порушена осцилювальними магнітними полями радіочастотного діапазону, проте їхня здатність розпізнавати поля, пов'язані з їжею — не була порушена. Це свідчить про те, що магнітне картографічне відчуття і компасне відчуття черепах засновані на двох різних механізмах.