Как появился "встроенный GPS" у древних обитателей океана?
Международная команда исследователей из University of Cambridge и немецкого центра Helmholtz-Zentrum Berlin проанализировала загадочные магнитные окаменелости возрастом около 97 миллионов лет. Эти микроскопические объекты сохранились в отложениях Северной Атлантики и имеют форму копий, игл, веретен и шаров. Каждая структура не больше бактериальной клетки, но ее происхождение явно биологическое, пишет SciTechDaily.
Смотрите также Ученые говорят, что эти морские организмы "нарушают законы эволюции"
Ранее ученые не могли уверенно сказать, зачем эти образования существовали. Некоторые считали их защитными элементами, своеобразными шипами. Однако новое исследование показало другое. С помощью магнитной томографии исследователи впервые создали трехмерные изображения внутреннего магнитного строения этих окаменелостей. Выяснилось, что они имеют сложную конфигурацию, оптимизированную для восприятия магнитного поля Земли.
Изображение окаменелости, идентифицированной исследователями / Фото Рич Гаррисон
Внутри каждой частицы магнитные моменты закручены вокруг центральной оси, образуя вихреобразную структуру. Такая геометрия чрезвычайно стабильна и чувствительна одновременно. Она позволяет реагировать даже на минимальные изменения силы и наклона магнитного поля. Фактически это идеальный биологический сенсор, способен определять не только направление, но и положение в глобальном масштабе.
Соавтор исследования, профессор Ричард Гаррисон, объясняет, что подобные частицы могли работать как высокоточный навигационный инструмент. Задолго до появления птиц, они позволяли другим существам определять широту по наклону магнитного поля и реагировать на изменения его силы, связанные с долготой.
Это означает, что способность к дальней навигации возникла задолго до появления современных птиц и рыб, намного раньше, чем мы всегда считали.
Для сравнения, магнитотактические бактерии также используют магнетит, но их частицы в 10 – 20 раз меньше. Новые же магнитные окаменелости значительно больше и демонстрируют гораздо более сложную организацию. Это свидетельствует об эволюционном шаге от примитивного выравнивания в поле к настоящей "магнитной карте" окружающей среды.
Кто именно вырастил эти структуры в своем организме, остается загадкой. Ученые предполагают, что это могло быть мигрирующее морское животное, многочисленное и распространенное в океанах мелового периода. Среди возможных кандидатов упоминают угрей, которые появились примерно в то же время и до сих пор совершают миграции на тысячи километров, ориентируясь по магнитному полю Земли. Известно, что в их тканях есть магнетит, но точный механизм навигации до сих пор не зафиксирован напрямую.
Результаты работы опубликованы в научном журнале Communications Earth & Environment. Они показывают, что "гигантские" магнитные окаменелости являются ключевым звеном между бактериальной магниторецепцией и сложными навигационными системами современных животных. Фактически это древнейшее прямое доказательство того, что животные использовали магнитное поле Земли как инструмент ориентации еще почти сто миллионов лет назад.