Древний компас: Ученые нашли следы биологического GPS возрастом 97 миллионов лет

Такие животные, как птицы и морские черепахи, ориентируются в пространстве с помощью «биологического GPS» — магниторецепции. Сегодня мы точно знаем, что многие виды используют эту способность для «считывания» магнитного поля Земли, однако ученые до сих пор не могут полностью объяснить, как именно работает этот механизм.

Чтобы разгадать эту загадку, исследователи из Кембриджского университета и Центра Гельмгольца в Берлине обратились к крошечным древним окаменелостям, усеивающим океанское дно. И их усилия увенчались успехом: команда обнаружила, что эти «магнитофоссилии» демонстрируют четкие признаки магниторецепции. Поскольку возраст отложений, в которых их нашли, составляет 97 миллионов лет, эта работа может стать первым прямым доказательством того, что животные использовали магнитную навигацию с глубокой древности.

«Какое бы существо ни создало эти магнитофоссилии, теперь мы знаем, что оно, скорее всего, было способно к точной навигации», — заявил Рич Харрисон с кафедры наук о Земле Кембриджа, один из руководителей исследования.

Новый метод исследования

Ученые применили новую методику, основанную на магнитной томографии — визуализации внутренней структуры объектов с помощью магнитных полей. Ранее изучать такие крупные магнитофоссилии было практически невозможно, так как стандартные рентгеновские лучи не могли проникнуть сквозь их внешние слои.

Именно поэтому соавтор исследования, Клэр Доннелли из Института Макса Планка в Германии, разработала новый метод для «заглядывания» внутрь окаменелостей. Поскольку эти структуры значительно больше магнитных рецепторов, например, у бактерий, исследователи называют их «гигантскими» магнитофоссилиями.

«То, что мы смогли картировать внутреннюю магнитную структуру с помощью томографии, уже было большим достижением. Но тот факт, что эти результаты проливают свет на навигацию существ, живших миллионы лет назад, действительно потрясающ!» — отметила Доннелли.

Разгадка магнитной памяти

Команда использовала методику Доннелли в рентгеновском центре «Даймонд» в Оксфорде. Анализ показал, что ориентация крошечных магнитных полей, создаваемых спинами электронов (так называемых магнитных моментов), однозначно указывает на магниторецепцию у животных, которым принадлежали эти окаменелости.

«Невероятно видеть, как наш метод впервые используется для изучения природных образцов», — поделился впечатлениями аспирант лаборатории Джеффри Нитираджан.

Загадочное существо

Самая большая интрига заключается в том, что, несмотря на открытие, ученые до сих пор не знают, какое именно животное оставило эти следы. «Это говорит нам о том, что нам нужно искать мигрирующее животное, которое было достаточно распространено в океанах, чтобы оставить после себя множество ископаемых останков», — пояснил Харрисон.

Одним из вероятных «кандидатов» Харрисон назвал угрей, которые появились как раз около 100 миллионов лет назад и до сих пор демонстрируют удивительные способности к навигации по водным путям по всему миру.

«Гигантские магнитофоссилии отмечают ключевой этап в эволюции: они показывают, как животные превратили базовую бактериальную магниторецепцию в высокоспециализированные навигационные системы, подобные GPS», — подвел итог Харрисон. Это открытие не только углубляет наше понимание прошлого, но и открывает новые горизонты для биоинженерии. В будущем, поняв принципы древнего «биологического GPS», мы сможем создать сверхточные системы навигации, не зависящие от спутников.