Орнитологи и физики из Санкт-Петербургского университета провели междисциплинарное исследование вместе с коллегами из Института эволюционной физиологии и биохимии им. Сеченова Российской академии наук и биологической станции Рыбачий Зоологического института Российской академии наук. Они создали микро устройство весом менее грамма, которое позволяет им локально нарушать работу птичьего магнитного компаса. Ученые обнаружили, что магниторецепция у птиц вряд ли связана со светочувствительным белковым криптохромом в сетчатке их глаз, хотя фотохимические реакции в криптохроме до сих пор считались основным биофизическим механизмом магнитного восприятия птиц.
В настоящее время исследователи озадачены механизмом магнитной ориентации птиц, который позволяет перелетным птицам решать сложные задачи перемещения между отдаленными местами размножения и зимовками. Существование магнитного компаса и системы у птиц хорошо документирована, но сенсорный механизм и его местонахождение до сих пор остаются неизвестными. Известно, что птицы используют несколько источников информации о направлении для навигации: солнце, звезды, ландшафт, запахи, а также параметры геомагнитного поля Земли. Птицы могут использовать геомагнитное поле для поддержания направления полета (магнитный компас) и, возможно, для определения своего местоположения (магнитная карта). Также было установлено, что птичий магнитный компас может быть нарушен, если все тело птицы подвергается воздействию слабого колеблющегося магнитного поля (OMF) в мегагерцевом диапазоне. Кроме того, в 2018 году международная команда исследователей, в которую вошли ученые из Санкт-Петербургского университета, Установлено, что данные магнитной карты передаются в мозг птицы через офтальмологические ветви тройничного нерва. Таким образом, функции и определенные нервные пути известны, но сам рецептор до сих пор не найден.
Согласно одной из теорий, объясняющих уникальную способность перелетных птиц , наиболее вероятными магниторецепторами являются молекулы светочувствительного белка, криптохрома. Они расположены в сетчатке глаза птицы. Исход фотохимических реакций внутри магниточувствительного белка зависит от интенсивности и направления магнитного поля. Некоторые исследователи предполагают, что криптохромы в глазах птиц дают им возможность «видеть» магнитные поля Земли. Чтобы проверить, действительно ли птичий магнитный компас действительно встроен в зрительную систему, исследователи из Санкт-Петербургского университета решили применить OMF локально к глазам птицы. Теоретически это должно было нарушить ориентацию птицы.
«Мы разработали миниатюрные устройства, каждое из которых весит всего 0,95 грамма и содержит магнитную катушку и высокочастотный генератор, питаемый от часовых батарей», — пояснил Кирилл Кавокин, ведущий научный сотрудник лаборатории спиновой оптики им. И.Н. Уралцева в Санкт-Петербургском государственном университете. «Поскольку катушки очень малы, магнитное поле может быть применено локально только к птичьим глазам. Создание такого устройства было сложной задачей. Кроме того, мы потратили много времени на выбор нетоксичного клея, который был бы безопасен для птицы и обеспечивают надежное склеивание. Это оказался клей для ресниц «.
