Minik Hayvan Tüyleri Hassas Pusula İğneleri Olabilir

Özet: İç kulakta bulunan ve stereocilia adı verilen yaklaşık 100 spesifik saç hücresi, hayvanların etraflarındaki manyetik alanları doğru bir şekilde algılamasına izin vererek, etkili biyolojik pusula iğneleri görevi görebilir.

Kaynak: yaylı

Hayvanların Dünya’nın manyetik alanının yönünü algılamak için kullandıkları mekanizmalar uzun zamandır bir sır olarak kaldı. Önde gelen bir teori, bu yeteneğin iç kulaklardaki mikroskobik saç hücresi demetlerine bağlı olduğunu öne sürüyor.

Yayınlanan yeni araştırmalar sayesinde EPJ STRusya, St Petersburg Devlet Üniversitesi’nden Kirill Kavokin, bu tüy hücrelerinin yaklaşık 100’ünün, hayvanların kendilerini çevreleyen manyetik alanı doğru bir şekilde algılamasına olanak tanıyan etkili biyolojik pusula iğneleri gibi davranabileceğini göstermek için istatistiksel analiz kullanıyor.

‘Manyeto algılama’ olarak adlandırılan bu benzersiz algılama yeteneği, göçmen kuşlardan yuva yapan kemirgenlere kadar çok çeşitli omurgalı türlerinde bulunur. Bu yeteneği açıklamak için çeşitli mekanizmalar önerilmiştir – ancak 50 yılı aşkın araştırmaya rağmen, bunların hiçbiri henüz doğada kesin olarak gözlemlenmemiştir.

Önde gelen bir teori, iç kulaktaki ‘stereocilia’ adı verilen tüylü hücre demetlerine dayanmaktadır. Bu fikre göre, stereocilia, manyetitin nanokristallerine bağlanır: kalıcı olarak manyetize olabilen ve kendisini Dünya’nın manyetik alanıyla hizalayan demir bazlı bir mineral. Hayvanın oryantasyonu değiştikçe, manyetit ona bağlı stereocilia’nın oryantasyonlarındaki değişiklikleri zorlayacaktır.

Bu değişiklikler daha sonra mekanoreseptörler tarafından yakalanabilir: mekanik basıncı algılayabilen sinir hücreleri – hayvana fiziksel bir manyetik alan hissi sağlar. Yine de, bu sinir hücrelerinin bu tür ince değişiklikleri tespit edecek kadar hassas olup olmadığı belirsizdir.

Bu fikri daha fazla araştırmak için Kavokin, istatistiksel mekanik çerçevesinde stereocilia’nın dalgalanmalarını inceledi: bu, istatistiğin matematiksel dilini büyük mikroskobik nesne gruplarına uygular.

Kavokin, analiziyle, stereocilia demetlerinin gerçekten de son derece hassas pusula iğneleri gibi hareket edebildiğini ve mekanoreseptörlerin dalgalanmalarını yakalaması için yaklaşık 100 saç hücresinin gerekli olduğunu gösterdi.

Bu ilgi çekici sonuç, biyologları magnetoreception’ın kökenlerini anlamaya ve nihayet doğada sorumlu mekanizmaları belirlemeye bir adım daha yaklaştırabilir.

Bu sinirbilim araştırma haberleri hakkında

Soyut

Kulaktaki pusula: Hayvanlar saç hücreleriyle manyetik alanları algılayabilir mi?

Omurgalılarda iç kulağın tüy hücrelerine bağlı manyetit nanokristaller (manyetozomlar) zincirleri ile manyetosepsiyonun gerçekleşme olasılığı değerlendirilir.

Bu amaçla, stereocilia demetlerinin dalgalanmalarını analiz etmek için istatistiksel mekanik uygulanır. Demet pozisyonundaki dalgalanmaların ve açık mekanoreseptör kanallarının sayısının korelasyon fonksiyonları türetilir.

Saç hücresinin uygulanan kuvvetlere duyarlılık eşiği hesaplanır. Jeomanyetik alanda manyetozom tarafından uygulanan kuvvet çifti ile karşılaştırılması, ~ 100 özel olarak uyarlanmış saç hücresi ile bir pusula manyetoreseptörünün gerçekleştirilebileceğini göstermektedir.

Tersine, bu sistem içinde hiçbir geçerli manyetik harita alıcısı mümkün değildir.