Бабочки монархи раскрывают новый механизм восприятия магнитного поля Земли

Нейробиологи из Медицинской школы Университета Массачусетса (UMMS) установили связь между двумя родственными фоторецепторными белками, обнаруженными у бабочек, и способностью животных ориентироваться по магнитному полю Земли. Это исследование основано на предыдущих работах по изучению механизмов, позволяющих бабочкам-монархам мигрировать на расстояние до 2000 миль из восточной части Северной Америки в определённый лесной массив в Мексике.

В исследовании, опубликованном 24 января в журнале Nature, команда под руководством профессора Стивена Репперта использовала плодовых мушек, лишённых собственной молекулы криптохрома (Cry1) — фоторецептора синего/УФ-света, уже известного своим участием в светозависимом магнитном чувстве насекомых.

Ключевые результаты:

• Введя мухам с дефицитом Cry1 либо гомолог этого белка бабочки (Cry1), либо родственный белок бабочки Cry2, учёные восстановили светозависимое магнитное чувство мух.
• Это демонстрирует роль обоих типов криптохромов (Cry1 и Cry2) в магниторецепции.
• Поскольку белок Cry2 бабочки близок к криптохрому позвоночных (например, у птиц, использующих магнитное поле для навигации), это открытие представляет первое генетическое доказательство, что Cry-белок позвоночного типа может функционировать как магниторецептор.

Опровергнутая гипотеза и новые вопросы:

Работа опровергла распространённое представление о химическом механизме, с помощью которого эти белки ощущают магнитное поле. Как отметил ведущий автор работы Роберт Гигар, полученные данные указывают на существование неизвестного фотохимического механизма, который сейчас активно изучается.

Перспективы для изучения миграции:

Одним из самых важных аспектов стало доказательство, что каждая из двух форм криптохрома бабочки обладает молекулярной способностью ощущать магнитные поля. Группа Репперта сейчас разрабатывает поведенческие тесты, чтобы показать, что монархи действительно используют геомагнитные поля во время своей осенней миграции.

«Мы полагаем, что мы на пути к обнаружению важного направляющего сигнала для мигрирующих монархов, — заявил Репперт, — в дополнение к их хорошо изученному солнечному компасу».

Ранее в этом году команда Репперта показала, что ключевой механизм солнечного компаса у бабочек находится не в мозге, а в антеннах (усиках), что открыло новую перспективу в понимании роли антенн в навигации насекомых.